(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂組成物を収容する収容部を有し、前記収容部にガスを導入することによって前記樹脂組成物を前記収容部から前記ガスによって押し出す押出装置と、
前記押出装置から押し出された前記樹脂組成物の流量を調整するギヤポンプと、
を備えた、プラスチック光ファイバーの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製造装置を用いてプラスチック光ファイバーを製造する製造方法であって、
前記製造方法は、前記押出装置から押し出された前記樹脂組成物を前記ギヤポンプに通過させることを含み、
前記ギヤポンプは、内部を前記樹脂組成物が通過するハウジングと、前記ハウジングに収容され、互いに噛み合わされた一対以上のギヤとを有し、
前記一対以上のギヤのうちの１つのギヤの歯部と前記ハウジングとの間において、前記樹脂組成物に生じるせん断応力の最大値をτTC（ｋＰａ）と表示し、前記ギヤの側面と前記ハウジングとの間において、前記樹脂組成物に生じるせん断応力の最大値をτSC（ｋＰａ）と表示したときに、以下の関係式（I）を満たす、プラスチック光ファイバーの製造方法。
τSC≦−τTC＋１２００    （I）
【請求項３】
前記ギヤの前記歯部と前記ハウジングとの間の距離、及び、前記ギヤの前記側面と前記ハウジングとの間の距離からなる群より選ばれる少なくとも１つが５μｍ以上である、請求項２に記載のプラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項４】
前記ギヤの前記側面の直径が８０ｍｍ以下である、請求項２又は３に記載のプラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項５】
前記ギヤの回転数が１００ｒｐｍ以下である、請求項２〜４のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項６】
前記ハウジングの内部側表面は、前記樹脂組成物に対する耐食性を有する材料によって構成されている、請求項２〜５のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項７】
前記一対以上のギヤの表面は、前記樹脂組成物に対する耐食性を有する材料によって構成されている、請求項２〜６のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項８】
前記材料は、ハステロイ及びステライトからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む、請求項６又は７に記載のプラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の製造装置を用いてプラスチック光ファイバーを製造する製造方法であって、
前記製造方法は、前記樹脂組成物を前記押出装置から押し出すことを含み、
前記押出装置から押し出された前記樹脂組成物の粘度が１〜７０００Ｐａ・ｓである、プラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の製造装置を用いてプラスチック光ファイバーを製造する製造方法であって、
前記製造方法は、前記樹脂組成物を、前記ギヤポンプから送り出すことを含み、
前記ギヤポンプから送り出された前記樹脂組成物の流量が２０Ｌ／ｍｉｎ以下である、プラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の製造装置を用いてプラスチック光ファイバーを製造する製造方法であって、
前記製造方法は、前記押出装置から押し出された前記樹脂組成物を前記ギヤポンプに通過させることを含み、
前記ギヤポンプを通過する前後での前記樹脂組成物における金属の濃度の増加量が１００質量ｐｐｍ以下である、プラスチック光ファイバーの製造方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の製造装置を用いてプラスチック光ファイバーを製造する製造方法であって、
下記式（１）で表される構成単位を有する重合体を含む樹脂組成物を用いてプラスチック光ファイバーを製造する、プラスチック光ファイバーの製造方法。
【化１】
0006784862.tif 000019
［式（１）中、Ｒｆｆ1〜Ｒｆｆ4は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキルエーテル基を表す。Ｒｆｆ1及びＲｆｆ2は、連結して環を形成してもよい。］
【請求項１３】
請求項１に記載の製造装置を用いてプラスチック光ファイバーを製造する製造方法であって、
前記製造方法は、前記ギヤポンプから送り出された前記樹脂組成物をファイバー状に成形することを含む、プラスチック光ファイバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ファイバーの製造装置及びギヤポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバーは、石英ガラス製の光ファイバーに比べて、製造コストが低く、良好な可撓性を有し、加工性にも優れている。プラスチック光ファイバーは、主として短距離（例えば１００ｍ以下）用の伝送媒体として利用されている。
【０００３】
プラスチック光ファイバーは、通常、ガラス製光ファイバーと同様、光を伝送する部分である中心部のコアと、当該コアの外周を覆うクラッドとを備えている。プラスチック光ファイバーのコアは高屈折率を有する樹脂によって形成され、クラッドはコアの樹脂よりも低い屈折率を有する樹脂によって形成される。
【０００４】
プラスチック光ファイバーは、例えば、溶融紡糸法によって製造することができる。溶融紡糸法では、樹脂組成物を押出装置から押し出すことによって、樹脂組成物をファイバー状に成形する。例えば、特許文献１には、スクリューを備えた押出装置を用いて、樹脂組成物を押出装置から押し出すことが開示されている。特許文献２には、押出装置にガスを導入し、当該ガスにより樹脂組成物を押圧して、樹脂組成物を押出装置から押し出すことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３５６７１６号公報
【特許文献２】米国特許第６５２７９８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
スクリューを備えた押出装置では、樹脂組成物を押し出すときに、スクリューと樹脂組成物を収容している収容部の壁面とが擦れる。これにより、スクリュー又は収容部がわずかに削られ、これらの材料、例えば金属、が樹脂組成物に混入する。金属が樹脂組成物に混入した場合、その混入量が微量であったとしても、その樹脂組成物から形成されたコアを有するプラスチック光ファイバーでは、伝送損失が大きく増加する傾向がある。
【０００７】
ガスを用いた押出装置によれば、樹脂組成物に金属が混入することを抑制することができる。しかし、この押出装置を用いて樹脂組成物をファイバー状に成形した場合、得られた成形体の太さ（直径）が不均一になる傾向がある。
【０００８】
そこで本発明は、プラスチック光ファイバーの伝送損失の増加の原因となる金属の混入を抑制しつつ、プラスチック光ファイバーの太さを均一に調整することに適したプラスチック光ファイバーの製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らの検討によると、ガスを用いた押出装置では、導入するガスの圧力を一定に維持したとしても、樹脂組成物の粘度及び温度にムラがあると、押し出された樹脂組成物の流量が変動することが分かった。また、流路に滞留物が存在すると圧力損失が変わる為、同様に流量が変動する事が分かった。本発明者らは、この流量の変動がファイバー状の成形体の太さを不均一にさせる要因になっていることを突き止め、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、
樹脂組成物を収容する収容部を有し、前記収容部にガスを導入することによって前記樹脂組成物を前記収容部から押し出す押出装置と、
前記押出装置から押し出された前記樹脂組成物の流量を調整するギヤポンプと、
を備えた、プラスチック光ファイバーの製造装置を提供する。
【００１１】
さらに本発明は、その別の側面から、
樹脂組成物を押し出す押出装置と、
前記押出装置から押し出された前記樹脂組成物の流量を調整するギヤポンプと、
を備え、
前記ギヤポンプは、内部を前記樹脂組成物が通過するハウジングと、前記ハウジングに収容され、互いに噛み合わされた一対以上のギヤとを有し、
前記一対以上のギヤのうちの１つのギヤの歯部と前記ハウジングとの間において、前記樹脂組成物に生じるせん断応力の最大値をτTC（ｋＰａ）と表示し、前記ギヤの側面と前記ハウジングとの間において、前記樹脂組成物に生じるせん断応力の最大値をτSC（ｋＰａ）と表示したときに、以下の関係式（I）を満たす、プラスチック光ファイバーの製造装置を提供する。
τSC≦−τTC＋１２００    （I）
【００１２】
さらに本発明は、その別の側面から、
内部を流体が通過するハウジングと、前記ハウジングに収容され、互いに噛み合わされた一対以上のギヤとを有し、
前記一対以上のギヤのうちの１つのギヤの歯部と前記ハウジングとの間において、前記流体に生じるせん断応力の最大値をτTC（ｋＰａ）と表示し、前記ギヤの側面と前記ハウジングとの間において、前記流体に生じるせん断応力の最大値をτSC（ｋＰａ）と表示したときに、以下の関係式（I）を満たす、ギヤポンプを提供する。
τSC≦−τTC＋１２００    （I）
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プラスチック光ファイバーの伝送損失の増加の原因となる金属の混入を抑制しつつ、プラスチック光ファイバーの太さを均一に調整することに適したプラスチック光ファイバーの製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プラスチック光ファイバーの製造装置の一例を示す図である。
【図２】ギヤポンプが有する一対のギヤを説明するための図である。
【図３】図２に示す領域IIIの拡大図である。
【図４】ギヤポンプが有する一対のギヤの外周面を示すギヤポンプの断面図である。
【図５】プラスチック光ファイバーの製造装置の別の一例を示す図である。
【図６】測定例１〜１８におけるせん断応力の最大値τTC及びτSCの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の説明は、本発明を特定の実施形態に制限する趣旨ではない。
【００１６】
（実施形態１）
図１に示すとおり、本実施形態１のプラスチック光ファイバー（ＰＯＦ）の製造装置１００は、押出装置１及びギヤポンプ２を備える。押出装置１は、樹脂組成物５を収容する収容部１０を有し、収容部１０にガスを導入することによって樹脂組成物５を収容部１０から押し出すことができる。ギヤポンプ２は、押出装置１から押し出された樹脂組成物５の流量を調整する。
【００１７】
押出装置１の収容部１０は、上方の第１開口部１４と下方の第２開口部１５とにおいてその内部空間が外部と連通する筒状の部材である。収容部１０は、例えば、第１筒状部１１、第２筒状部１２、及び第１筒状部１１と第２筒状部１２とを接続する筒状の縮径部１３を有する。第１筒状部１１、第２筒状部１２及び縮径部１３のそれぞれの形状は、例えば、円筒状である。第１筒状部１１の内径は、縮径部１３の内径よりも大きい。縮径部１３の内径は、第２筒状部１２の内径よりも大きい。縮径部１３は、第１筒状部１１から第２筒状部１２に向かって縮径する円錐台の形状を有していてもよい。収容部１０において、第１開口部１４が第１筒状部１１の端部に形成され、第２開口部１５が第２筒状部１２の端部に形成されている。収容部１０の第２開口部１５は、後述するギヤポンプ２の入口２５に接続されている。
【００１８】
押出装置１は、蓋５０をさらに備えている。収容部１０が樹脂組成物５を収容している状態で、収容部１０の第１開口部１４は、蓋５０によって閉じられている。蓋５０には、配管５６が接続されている。配管５６を通じて、収容部１０にガスを送ることができる。収容部１０に送られるガスは、窒素ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。配管５６は、例えば、高圧ガスボンベに接続され、減圧弁を操作する事でガス圧を調整する事が出来る。
【００１９】
押出装置１は、収容部１０に収容された樹脂組成物５を加熱するヒーター（図示せず）をさらに備えていてもよい。ヒーターの種類、設置場所などは、特に限定されない。一例として、ヒーターは、収容部１０の縮径部１３付近に設置されていてもよい。
【００２０】
収容部１０の第１筒状部１１には、例えば、第１開口部１４を通じて、ロッド状の樹脂組成物５（プリフォーム）が挿入される。ロッド状の樹脂組成物５は、例えば、加熱されることによって軟化して流動可能となる。軟化した樹脂組成物５は、例えば、第１開口部１４と第２開口部１５との間の圧力差を利用して、収容部１０から押し出される。具体的には、第１開口部１４から収容部１０内にガスを導入して樹脂組成物５の上面を押圧することにより、軟化した樹脂組成物５が縮径部１３及び第２筒状部１２に移動し、第２開口部１５から押し出される。第２開口部１５から押し出された樹脂組成物５は、ギヤポンプ２の入口２５を通じてギヤポンプ２に送られる。図１には、軟化した樹脂組成物５が第２開口部１５から押し出されている状態が示されている。なお、樹脂組成物５の加熱温度は、樹脂組成物５の組成に応じて適宜設定することができ、例えば１００℃〜２５０℃である。押出装置１から押し出された樹脂組成物５の粘度μは、特に限定されず、例えば１〜７０００Ｐａ・ｓであり、好ましくは５００〜７０００Ｐａ・ｓであり、より好ましくは５０００Ｐａ・ｓ以下であり、さらに好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以下である。
【００２１】
ギヤポンプ２は、ハウジング２０及び一対以上のギヤ（例えば一対のギヤ２１）を有する。図１では、一対のギヤ２１のうちの１つのギヤの外周面が示されている。ハウジング２０の内部には、樹脂組成物５が通過する流路２４が形成されている。一対のギヤ２１は、ハウジング２０に収容されており、詳細には、ハウジング２０内の流路２４に配置されている。言い換えると、ハウジング２０内に、一対のギヤ２１が配置される空間が設けられている。
【００２２】
ギヤポンプ２は、樹脂組成物５の入口２５及び出口２６をさらに有する。入口２５は、例えば、ハウジング２０の上方に形成されている。出口２６は、例えば、ハウジング２０の下方に形成されている。上記の流路２４は、ハウジング２０の入口２５から出口２６まで延びている。押出装置１から押し出された樹脂組成物５は、ギヤポンプ２の入口２５を通じて流路２４に送られる。この樹脂組成物５は、一対のギヤ２１によって流量が調整されてから、出口２６を通じてギヤポンプ２から送り出される。本実施形態では、ギヤポンプ２から送り出された樹脂組成物５の流量は、特に限定されず、例えば２０Ｌ／ｍｉｎ以下であり、好ましくは１０ｍＬ／ｍｉｎ以下であり、より好ましくは１．０ｍＬ／ｍｉｎ以下であり、さらに好ましくは０．５ｍＬ／ｍｉｎ以下であり、特に好ましくは０．１ｍＬ／ｍｉｎ以下である。ギヤポンプ２から送り出された樹脂組成物５の流量の下限値は、特に限定されず、例えば０．００１ｍＬ／ｍｉｎである。なお、スクリューを備えた押出装置では、通常、押し出された樹脂組成物の流量を小さい値に調節することが難しい。そのため、ギヤポンプを利用したとしても、スクリューを備えた押出装置から押し出された樹脂組成物の流量を１．０ｍＬ／ｍｉｎ以下に調節することは難しい。
【００２３】
図２は、一対のギヤ２１の側断面を示している。一対のギヤ２１は、例えば、駆動ギヤ２２及び被動ギヤ２３を含み、これらのギヤ２２及び２３が互いに噛み合わされている。ギヤポンプ２は、駆動ギヤ２２に接続された駆動軸２７、被動ギヤ２３に接続された被動軸２８、及び、駆動軸２７に接続されたサーボモータ（図示せず）をさらに有している。サーボモータを駆動することによって、駆動軸２７から駆動ギヤ２２に動力が伝達される。これにより、駆動ギヤ２２が回転し、被動ギヤ２３も回転する。ギヤ２２及び２３の回転を制御することによって樹脂組成物５の流量が調節される。駆動ギヤ２２（又は被動ギヤ２３）の回転数Ｎは、特に限定されず、例えば１００ｒｐｍ以下であり、好ましくは３０ｒｐｍ以下、より好ましくは２０ｒｐｍ以下、さらに好ましくは１５ｒｐｍ以下、特に好ましくは１０ｒｐｍ以下、とりわけ好ましくは５ｒｐｍ以下に制御される。回転数Ｎの下限値は、特に限定されず、例えば０．１ｒｐｍである。
【００２４】
駆動ギヤ２２の寸法及び形状は、被動ギヤ２３と同じであってもよく、異なっていてもよい。駆動ギヤ２２（又は被動ギヤ２３）の側面の直径Ｄは、特に限定されず、例えば８０ｍｍ以下であり、好ましくは３０ｍｍ以下であり、より好ましくは２５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは２０ｍｍ以下であり、特に好ましくは１５ｍｍ以下である。直径Ｄの下限値は、特に限定されず、例えば５ｍｍである。本明細書において、「ギヤの側面の直径」とは、ギヤの側面の外周縁を囲むことができる最小の円の直径を意味する。
【００２５】
駆動ギヤ２２（又は被動ギヤ２３）に含まれる歯部２２ａ（又は歯部２３ａ）は、駆動ギヤ２２（又は被動ギヤ２３）の回転時にハウジング２０と接触しないことが好ましい。図３は、駆動ギヤ２２の歯部２２ａの先端付近の拡大図である。駆動ギヤ２２の歯部２２ａ（又は被動ギヤ２３の歯部２３ａ）とハウジング２０との間の距離（トップクリアランス）ＴＣは、特に限定されず、例えば５μｍ以上であり、好ましくは１０μｍ以上であり、より好ましくは３０μｍ以上であり、さらに好ましくは５０μｍ以上であり、特に好ましくは８０μｍ以上であり、とりわけ好ましくは１００μｍ以上である。本明細書において、トップクリアランスＴＣは、ギヤの歯部とハウジングとの間の距離の設計値であってもよく、当該距離の最小値であってもよい。トップクリアランスＴＣが大きければ大きいほど、歯部２２ａ（又は歯部２３ａ）とハウジング２０との間において、樹脂組成物５に生じるせん断応力を低減できる傾向がある。樹脂組成物５に生じるせん断応力が低減すれば、駆動ギヤ２２（又は被動ギヤ２３）の回転時に歯部２２ａ（又は歯部２３ａ）やハウジング２０が削られることを抑制できる。言い換えると、トップクリアランスＴＣが大きければ大きいほど、ギヤ２２，２３又はハウジング２０の材料が樹脂組成物５に混入することを抑制できる。ギヤポンプ２の効率を十分に維持し、さらに、樹脂組成物５の流量を調節する機能を十分に担保する観点から、トップクリアランスＴＣの上限値は、２００μｍであることが好ましい。
【００２６】
図４は、駆動ギヤ２２の側面２２ｂ及び２２ｃ、並びに、被動ギヤ２３の側面２３ｂ及び２３ｃと、ハウジング２０との関係を示している。駆動ギヤ２２の側面２２ｂ及び２２ｃは、互いに対向している。被動ギヤ２３の側面２３ｂ及び２３ｃも互いに対向している。図４に示すとおり、駆動ギヤ２２の側面２２ｂ及び２２ｃ（又は、被動ギヤ２３の側面２３ｂ及び２３ｃ）は、ハウジング２０と接触しないことが好ましい。
【００２７】
駆動ギヤ２２の側面２２ｂ（又は被動ギヤ２３の側面２３ｂ）とハウジング２０（詳細には、側面２２ｂに対向するハウジング２０の内壁）との間の距離（サイドクリアランス）ＳＣ１は、特に限定されず、例えば５μｍ以上であり、好ましくは１０μｍ以上であり、より好ましくは３０μｍ以上であり、さらに好ましくは５０μｍ以上であり、特に好ましくは８０μｍ以上であり、とりわけ好ましくは１００μｍ以上である。サイドクリアランスＳＣ１が大きければ大きいほど、駆動ギヤ２２の側面２２ｂ（又は被動ギヤ２３の側面２３ｂ）とハウジング２０との間において、樹脂組成物５に生じるせん断応力を低減できる傾向がある。樹脂組成物５に生じるせん断応力が低減すれば、駆動ギヤ２２（又は被動ギヤ２３）の回転時に側面２２ｂ（又は側面２３ｂ）やハウジング２０が削られることを抑制できる。言い換えると、サイドクリアランスＳＣ１が大きければ大きいほど、ギヤ２２，２３又はハウジング２０の材料が樹脂組成物５に混入することを抑制できる。ギヤポンプ２の効率を十分に維持し、さらに、樹脂組成物５の流量を調節する機能を十分に担保する観点から、サイドクリアランスＳＣ１の上限値は、２００μｍであることが好ましい。
【００２８】
駆動ギヤ２２の側面２２ｃ（又は被動ギヤ２３の側面２３ｃ）とハウジング２０（詳細には、側面２２ｃに対向するハウジング２０の内壁）との間の距離（サイドクリアランス）ＳＣ２は、サイドクリアランスＳＣ１と同じであってもよく、異なっていてもよい。サイドクリアランスＳＣ２は、例えば５μｍ以上であり、好ましくは１０μｍ以上であり、より好ましくは３０μｍ以上であり、さらに好ましくは５０μｍ以上であり、特に好ましくは８０μｍ以上であり、とりわけ好ましくは１００μｍ以上である。サイドクリアランスＳＣ２の上限値は、２００μｍであることが好ましい。本明細書において、サイドクリアランスＳＣ１及びＳＣ２は、ギヤの側面とハウジングとの間の距離の設計値であってもよく、当該距離の最小値であってもよい。本明細書では、２つのサイドクリアランスＳＣ１及びＳＣ２のうち、最も小さいサイドクリアランスのことを単に「サイドクリアランスＳＣ」と呼ぶことがある。
【００２９】
本実施形態では、一対のギヤ２１のうちの１つのギヤ（ギヤ２２又は２３）について、上記のトップクリアランスＴＣ及びサイドクリアランスＳＣからなる群より選ばれる少なくとも１つが５μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましく、５０μｍ以上であることがさらに好ましい。さらに、ギヤ２２及び２３の両方について、上記のトップクリアランスＴＣ及びサイドクリアランスＳＣからなる群より選ばれる少なくとも１つが５μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることが特に好ましい。本発明者らが知る限り、流体の流量を１．０ｍＬ／ｍｉｎ以下に調整するギヤポンプのうち、トップクリアランスＴＣ及びサイドクリアランスＳＣのいずれかが３０μｍ以上であるギヤポンプはこれまで知られていない。このようなギヤポンプは、プラスチック光ファイバーの製造装置に特に適している。
【００３０】
本実施形態では、一対のギヤ２１のうちの１つのギヤ（ギヤ２２又は２３）の歯部（歯部２２ａ又は２３ａ）とハウジング２０との間において、樹脂組成物５に生じるせん断応力の最大値をτTC（ｋＰａ）と表示する。詳細には、一対のギヤ２１のうち、トップクリアランスＴＣが最も小さいギヤの歯部とハウジング２０との間において、樹脂組成物５に生じるせん断応力の最大値をτTC（ｋＰａ）と表示する。さらに、当該ギヤの側面とハウジング２０との間において、樹脂組成物５に生じるせん断応力の最大値をτSC（ｋＰａ）と表示する。詳細には、当該ギヤの２つの側面のうち、サイドクリアランスが小さい側の側面とハウジング２０との間において、樹脂組成物５に生じるせん断応力の最大値をτSC（ｋＰａ）と表示する。τSC及びτTCについては、以下の関係式（I）が満たされることが好ましい。
τSC≦−τTC＋１２００    （I）
【００３１】
せん断応力の最大値τTC（ｋＰａ）は、以下の式（i）によって算出することができる。式（i）において、μは、樹脂組成物５の粘度（Ｐａ・ｓ）であり、Ｄは、ギヤの側面の直径（ｍｍ）であり、Ｎは、ギヤの回転数（ｒｐｍ）であり、πは、円周率であり、ＴＣは、トップクリアランス（μｍ）である。
【数１】
0006784862.tif 000002
【００３２】
せん断応力の最大値τTCは、例えば１０００ｋＰａ以下であり、好ましくは８００ｋＰａ以下であり、より好ましくは５００ｋＰａ以下であり、さらに好ましくは４００ｋＰａ以下であり、特に好ましくは１００ｋＰａ以下である。
【００３３】
せん断応力の最大値τSC（ｋＰａ）は、以下の式（ii）によって算出することができる。式（ii）において、μ、Ｄ、Ｎ及びπは、式（i）と同じである。ＳＣは、サイドクリアランス（μｍ）である。
【数２】
0006784862.tif 000003
【００３４】
せん断応力の最大値τSCは、例えば１０００ｋＰａ以下であり、好ましくは８００ｋＰａ以下であり、より好ましくは５００ｋＰａ以下であり、さらに好ましくは４００ｋＰａ以下であり、特に好ましくは１００ｋＰａ以下である。
【００３５】
τSC及びτTCについて、上記の関係式（I）が満たされる場合、一対のギヤ２１が駆動したときに、一対のギヤ２１又はハウジング２０が削られることを十分に抑制できる。そのため、一対のギヤ２１の駆動時に、金属などの不純物が樹脂組成物５に混入することを十分に抑制することができる。
【００３６】
すなわち、本発明は、その別の側面から、
樹脂組成物を押し出す押出装置と、
押出装置から押し出された樹脂組成物の流量を調整するギヤポンプと、
を備え、
ギヤポンプは、内部を樹脂組成物が通過するハウジングと、ハウジングに収容され、互いに噛み合わされた一対以上のギヤとを有し、
一対以上のギヤのうちの１つのギヤの歯部とハウジングとの間において、樹脂組成物に生じるせん断応力の最大値をτTC（ｋＰａ）と表示し、当該ギヤの側面とハウジングとの間において、樹脂組成物に生じるせん断応力の最大値をτSC（ｋＰａ）と表示したときに、以下の関係式（I）を満たす、プラスチック光ファイバーの製造装置を提供する。
τSC≦−τTC＋１２００    （I）
【００３７】
さらに、本発明は、その別の側面から、
内部を流体（例えば樹脂組成物）が通過するハウジングと、ハウジングに収容され、互いに噛み合わされた一対以上のギヤとを有し、
一対以上のギヤのうちの１つのギヤの歯部とハウジングとの間において、当該流体に生じるせん断応力の最大値をτTC（ｋＰａ）と表示し、当該ギヤの側面とハウジングとの間において、当該流体に生じるせん断応力の最大値をτSC（ｋＰａ）と表示したときに、以下の関係式（I）を満たす、ギヤポンプを提供する。このようなギヤポンプは、流体への不純物の混入を抑制しつつ、目的の流量で安定して流体を吐出できる。
τSC≦−τTC＋１２００    （I）
【００３８】
上記のτSC及びτTCについては、以下の関係式（II）が満たされることがより好ましい。以下の関係式（II）が満たされる場合、一対のギヤ２１の駆動時に、金属などの不純物が樹脂組成物５に混入することをさらに抑制することができる。
τSC≦−τTC＋５００    （II）
【００３９】
上記の関係式（I）又は（II）が満たされる場合、ギヤポンプ２を通過する前後での樹脂組成物５における金属の濃度の増加を十分に抑制できる傾向がある。ギヤポンプ２を通過する前後での樹脂組成物５における金属の濃度の増加量は、例えば３００質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは２５０質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは２００質量ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは１００質量ｐｐｍ以下であり、場合によっては５質量ｐｐｂ以下、３質量ｐｐｂ以下、１．５質量ｐｐｂ以下、１質量ｐｐｂ以下であってもよい。
【００４０】
なお、樹脂組成物５の粘度やギヤの回転数を低下させることで、上記のτSC及びτTCを小さい値に調整することができる。しかし、樹脂組成物５の粘度を低下させすぎると、ギヤポンプ２から送り出された樹脂組成物５をファイバー状に成形することが難しくなる傾向がある。ギヤの回転数を低下させすぎるとギヤポンプ２から送り出された樹脂組成物５の流量が変動する傾向がある。これらに対して、トップクリアランスＴＣ及びサイドクリアランスＳＣは、上記のτSC及びτTCを小さい値に調整することに適している。
【００４１】
上述のとおり、一対のギヤ２１によって流量が調整された樹脂組成物５は、流路２４を通過し、ギヤポンプ２の出口２６から送り出される。出口２６を通過した樹脂組成物５は、例えば、鉛直方向下方に移動し、ファイバー状に成形される。
【００４２】
製造装置１００によって作製された成形体は、典型的にはＰＯＦのコアとなる単層構造のファイバーである。ファイバー状の成形体の直径は、例えば３００μｍ以下であり、好ましくは２００μｍ以下であり、より好ましくは１５０μｍ以下である。成形体の直径の下限値は、例えば１０μｍである。成形体の直径は、出口２６の直径、ギヤポンプ２から送り出された樹脂組成物５の流量、成形体の巻取り速度などによって調節することができる。
【００４３】
製造装置１００は、押出装置１及びギヤポンプ２の他に、制御器（図示せず）をさらに備えていてもよい。制御器は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路、入出力回路、演算回路、記憶装置などを含むＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。制御器には、製造装置１００を適切に運転するためのプログラムが格納されている。詳細には、制御器は、ギヤポンプ２のサーボモータの駆動を制御する。制御器は、押出装置１に備えられたヒーターについて制御を行ってもよい。
【００４４】
製造装置１００において、少なくとも樹脂組成物５と接触する部分は、樹脂組成物５に対する耐食性を有する材料によって構成されていることが好ましい。本明細書において、「耐食性」とは、樹脂組成物５と接触したときにほとんど腐食しないことを意味し、例えば、材料が、樹脂組成物５に接触した状態において、３００℃で１００時間加熱された場合に、接触部１ｃｍ2当たりの当該材料の樹脂組成物５への溶出量が１μｇ／ｇ以下であることを意味する。樹脂組成物５と接触する部分が耐食性を有する材料によって構成されていることによって、金属などの不純物が樹脂組成物５に混入することをより抑制することができる。樹脂組成物５に対する耐食性を有する材料は、例えば、ハステロイ及びステライトからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む。なお、ハステロイは、ニッケルを主成分として含み、さらにモリブデン、クロムなどを含む合金である。ステライトは、コバルトを主成分として含み、さらにクロム、タングステンなどを含む合金である。「主成分」とは、言及した合金について、質量比で最も多く含まれた成分を意味する。
【００４５】
製造装置１００において、樹脂組成物５と接触する部分としては、例えば、押出装置１の収容部１０の内部側表面、ギヤポンプ２のハウジング２０の内部側表面、及び、一対のギヤ２１の表面が挙げられる。特に、本実施形態では、ギヤポンプ２のハウジング２０の内部側表面及び一対のギヤ２１の表面が、樹脂組成物５に対する耐食性を有する材料によって構成されていることが好ましい。これらの表面は、例えば、樹脂組成物５に対する耐食性を有する材料により構成されたコーティング又は薄層によってもたらされる。
【００４６】
押出装置１の収容部１０、ギヤポンプ２のハウジング２０及び一対のギヤ２１のそれぞれは、その全体が樹脂組成物５に対する耐食性を有する材料により構成されていてもよい。収容部１０におけるハステロイ又はステライトの含有率は、例えば５０質量％以上であり、好ましくは８０質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上である。収容部１０は、ハステロイ又はステライトから実質的に構成されていてもよい。
【００４７】
同様に、ハウジング２０におけるハステロイ又はステライトの含有率は、例えば５０質量％以上であり、好ましくは８０質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上である。ハウジング２０は、ハステロイ又はステライトから実質的に構成されていてもよい。一対のギヤ２１におけるハステロイ又はステライトの含有率は、例えば５０質量％以上であり、好ましくは８０質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上である。一対のギヤ２１は、ハステロイ又はステライトから実質的に構成されていてもよい。
【００４８】
本実施形態において、樹脂組成物５は、ＰＯＦのコアに適した組成であることが好ましい。樹脂組成物５は、例えば、含フッ素重合体（重合体（Ｐ））を含む。重合体（Ｐ）は、Ｃ−Ｈ結合の伸縮エネルギーによる光吸収を抑制する観点から、実質的に水素原子を含んでいないことが好ましく、炭素原子に結合している全ての水素原子がフッ素原子に置換されていることが特に好ましい。本明細書において、重合体（Ｐ）が実質的に水素原子を含んでいないとは、重合体（Ｐ）における水素原子の含有率が１モル％以下であることを意味する。
【００４９】
重合体（Ｐ）は、含フッ素脂肪族環構造を有することが好ましい。含フッ素脂肪族環構造は、重合体（Ｐ）の主鎖に含まれていてもよく、重合体（Ｐ）の側鎖に含まれていてもよい。重合体（Ｐ）は、例えば、下記式（１）で表される構成単位（Ａ）を有する。
【化１】
0006784862.tif 000004
【００５０】
式（１）中、Ｒff1〜Ｒff4は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキルエーテル基を表す。Ｒff1及びＲff2は、連結して環を形成してもよい。「パーフルオロ」は、炭素原子に結合している全ての水素原子がフッ素原子に置換されていることを意味する。式（１）において、パーフルオロアルキル基の炭素数は、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましく、１であることがさらに好ましい。パーフルオロアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。パーフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基などが挙げられる。
【００５１】
式（１）において、パーフルオロアルキルエーテル基の炭素数は、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。パーフルオロアルキルエーテル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。パーフルオロアルキルエーテル基としては、パーフルオロメトキシメチル基などが挙げられる。
【００５２】
Ｒff1及びＲff2が連結して環を形成している場合、当該環は、５員環であってもよく、６員環であってもよい。この環としては、パーフルオロテトラヒドロフラン環、パーフルオロシクロペンタン環、パーフルオロシクロヘキサン環などが挙げられる。
【００５３】
構成単位（Ａ）の具体例としては、例えば、下記式（Ａ１）〜（Ａ８）で表される構成単位が挙げられる。
【化２】
0006784862.tif 000005
【００５４】
構成単位（Ａ）は、上記式（Ａ１）〜（Ａ８）で表される構成単位のうち、構成単位（Ａ２）、すなわち下記式（２）で表される構成単位であることが好ましい。
【化３】
0006784862.tif 000006
【００５５】
重合体（Ｐ）は、構成単位（Ａ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。重合体（Ｐ）において、構成単位（Ａ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、２０モル％以上であることが好ましく、４０モル％以上であることがより好ましい。構成単位（Ａ）が２０モル％以上含まれることにより、重合体（Ｐ）は、より高い耐熱性を有する傾向がある。構成単位（Ａ）が４０モル％以上含まれる場合、重合体（Ｐ）は、高い耐熱性に加えて、より高い透明性及び高い機械的強度も有する傾向がある。重合体（Ｐ）において、構成単位（Ａ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、９５モル％以下であることが好ましく、７０モル％以下であることがより好ましい。
【００５６】
構成単位（Ａ）は、例えば、下記式（３）で表される化合物に由来する。式（３）において、Ｒff1〜Ｒff4は、式（１）と同じである。なお、式（３）で表される化合物は、例えば特表２００７−５０４１２５号公報に開示された製造方法をはじめ、すでに公知である製造方法によって得ることができる。
【化４】
0006784862.tif 000007
【００５７】
上記式（３）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式（Ｍ１）〜（Ｍ８）で表される化合物が挙げられる。
【化５】
0006784862.tif 000008
【００５８】
重合体（Ｐ）は、構成単位（Ａ）以外に、他の構成単位をさらに含んでいてもよい。他の構成単位としては、以下の構成単位（Ｂ）〜（Ｄ）が挙げられる。
【００５９】
構成単位（Ｂ）は、下記式（４）で表される。
【化６】
0006784862.tif 000009
【００６０】
式（４）中、Ｒ1〜Ｒ3は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ4は、炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
【００６１】
重合体（Ｐ）は、構成単位（Ｂ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。重合体（Ｐ）において、構成単位（Ｂ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、５〜１０モル％が好ましい。構成単位（Ｂ）の含有量は、９モル％以下であってもよく、８モル％以下であってもよい。
【００６２】
構成単位（Ｂ）は、例えば、下記式（５）で表される化合物に由来する。式（５）において、Ｒ1〜Ｒ4は、式（４）と同じである。式（５）で表される化合物は、パーフルオロビニルエーテル等の含フッ素ビニルエーテルである。
【化７】
0006784862.tif 000010
【００６３】
構成単位（Ｃ）は、下記式（６）で表される。
【化８】
0006784862.tif 000011
【００６４】
式（６）中、Ｒ5〜Ｒ8は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
【００６５】
重合体（Ｐ）は、構成単位（Ｃ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。重合体（Ｐ）において、構成単位（Ｃ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、５〜１０モル％が好ましい。構成単位（Ｃ）の含有量は、９モル％以下であってもよく、８モル％以下であってもよい。
【００６６】
構成単位（Ｃ）は、例えば、下記式（７）で表される化合物に由来する。式（７）において、Ｒ5〜Ｒ8は、式（６）と同じである。式（７）で表される化合物は、テトラフルオロエチレン及びクロロトリフルオロエチレン等の含フッ素オレフィンである。
【化９】
0006784862.tif 000012
【００６７】
構成単位（Ｄ）は、下記式（８）で表される。
【化１０】
0006784862.tif 000013
【００６８】
式（８）中、Ｚは、酸素原子、単結合、又は−ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ−を表し、Ｒ9〜Ｒ20は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。ｓ及びｔはそれぞれ独立に０〜５でかつｓ＋ｔが１〜６の整数（ただし、Ｚが−ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ−の場合、ｓ＋ｔは０であってもよい）を表す。
【００６９】
構成単位（Ｄ）は、好ましくは下記式（９）で表される。なお、下記式（９）で表される構成単位は、上記式（８）においてＺが酸素原子、ｓが０、かつｔが２の場合である。
【化１１】
0006784862.tif 000014
【００７０】
式（９）中、Ｒ141、Ｒ142、Ｒ151、及びＲ152は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
【００７１】
重合体（Ｐ）は、構成単位（Ｄ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。重合体（Ｐ）において、構成単位（Ｄ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、３０〜６７モル％が好ましい。構成単位（Ｄ）の含有量は、例えば３５モル％以上であり、６０モル％以下であってもよく、５５モル％以下であってもよい。
【００７２】
構成単位（Ｄ）は、例えば、下記式（１０）で表される化合物に由来する。式（１０）において、Ｚ、Ｒ9〜Ｒ18、ｓ及びｔは、式（８）と同じである。式（１０）で表される化合物は、２個以上の重合性二重結合を有し、かつ環化重合し得る含フッ素化合物である。
【化１２】
0006784862.tif 000015
【００７３】
構成単位（Ｄ）は、好ましくは下記式（１１）で表される化合物に由来する。式（１１）において、Ｒ141、Ｒ142、Ｒ151、及びＲ152は、式（９）と同じである。
【化１３】
0006784862.tif 000016
【００７４】
式（１０）又は式（１１）で表される化合物の具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦＣｌＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＣｌ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣ（ＣＦ3）2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＯＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦＣｌＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＣｌ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦＣｌ
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＣｌ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＣｌ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＣｌＯＣＦ2ＯＣＣｌ＝ＣＦ2
【００７５】
重合体（Ｐ）は、構成単位（Ａ）〜（Ｄ）以外の他の構成単位をさらに含んでいてもよいが、実質的に構成単位（Ａ）〜（Ｄ）以外の他の構成単位を含まないことが好ましい。なお、重合体（Ｐ）が実質的に構成単位（Ａ）〜（Ｄ）以外の他の構成単位を含まないとは、重合体（Ｐ）における全構成単位の合計に対し、構成単位（Ａ）〜（Ｄ）の合計が９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上であることを意味する。
【００７６】
重合体（Ｐ）の重合方法は、特に限定されず、例えば、ラジカル重合などの一般的な重合方法を利用できる。重合体（Ｐ）を重合するための重合開始剤は、全フッ素化された化合物であってもよい。
【００７７】
重合体（Ｐ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は、特に限定されず、例えば１００℃〜１４０℃であり、１０５℃以上であってもよく、１２０℃以上であってもよい。本明細書において、Ｔｇは、ＪＩＳ  Ｋ７１２１：１９８７の規定に準拠して求められる中間点ガラス転移温度 (Ｔmg)を意味する。
【００７８】
樹脂組成物５は、重合体（Ｐ）を主成分として含んでいてもよく、実質的に重合体（Ｐ）のみからなることが好ましい。樹脂組成物５は、屈折率調整剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。樹脂組成物５は、例えば、常温（２５℃）で固体である。
【００７９】
本実施形態では、押出装置１において、樹脂組成物５がガスによって押し出される。そのため、押出装置１から押し出された樹脂組成物５には、金属などの不純物が混入しにくい。製造装置１００を通過する前後での樹脂組成物５における金属の濃度の増加量は、例えば２００質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは１００質量ｐｐｍ以下であり、場合によっては１００質量ｐｐｂ以下、５０質量ｐｐｂ以下、１０質量ｐｐｂ以下、５質量ｐｐｂ以下であってもよい。このように、本実施形態の製造装置１００では、プラスチック光ファイバーの伝送損失の増加の原因となる金属の混入を抑制することができる。
【００８０】
本実施形態では、ギヤポンプ２によって樹脂組成物５の流量が調節される。そのため、押出装置１から押し出された樹脂組成物５の流量が変動した場合であっても、ギヤポンプ２によって樹脂組成物５の流量をほとんど一定にすることができる。樹脂組成物５の流量の変動を抑制できるため、製造装置１００は、ファイバー状の成形体の太さを均一に調整することに適している。製造装置１００によって作製されたファイバー状の成形体の外径（直径）の変動は、例えば５％以下であり、好ましくは３％以下であり、より好ましくは１％以下である。本明細書において、成形体の外径の変動は、外径の平均値（Ａｖｅ．）に対する外径の標準偏差の３倍値（３σ）の比率（３σ／Ａｖｅ．）を意味する。成形体の外径は、市販の変位計を用いて測定することができる。
【００８１】
（実施形態２）
実施形態１の製造装置１００は、ファイバー状の成形体の側面を、この成形体を構成する樹脂組成物５とは異なる他の樹脂組成物によって被覆するための装置をさらに備えていてもよい。図５に示すように、本実施形態２にかかる製造装置１１０は、実施形態１で上述した押出装置１（１ａ）及びギヤポンプ２（２ａ）の他に、複数の押出装置１ｂ及び３と、複数のギヤポンプ２ｂ及び２ｃとを備えている。製造装置１１０は、第１室４０及び第２室４１をさらに備えている。第１室４０及び第２室４１は、鉛直方向下方にこの順で並んでいる。ギヤポンプ２ａから送り出され、ファイバー状に成形された成形体（樹脂組成物５）は、第１室４０及び第２室４１のそれぞれに、この順で供給される。
【００８２】
押出装置１ｂは、例えば、ＰＯＦのクラッドに適した組成を有する樹脂組成物６を収容する収容部１０ｂを備えている。押出装置１ｂとしては、実施形態１の押出装置１について上述したものを用いることができる。押出装置１ｂでは、収容部１０ｂにガスを導入することによって収容部１０ｂから樹脂組成物６を押し出すことができる。
【００８３】
押出装置１ｂから押し出された樹脂組成物６は、ギヤポンプ２ｂに送られる。ギヤポンプ２ｂとしては、実施形態１のギヤポンプ２について上述したものを用いることができる。ギヤポンプ２ｂは、押出装置１ｂから押し出された樹脂組成物６の流量を調整する。
【００８４】
ギヤポンプ２ｂから送り出された樹脂組成物６は、第１室４０に供給される。第１室４０内において、ファイバー状の成形体を樹脂組成物６で被覆することによって、成形体の外周を覆うクラッドを形成することができる。クラッドに被覆された成形体は、第１室４０から第２室４１に移動する。
【００８５】
押出装置３は、例えば、ＰＯＦの被覆層（オーバークラッド）に適した組成を有する樹脂組成物７を収容する収容部３０、収容部３０内に配置されたスクリュー３１、及び、収容部３０に接続されたホッパー３２を備えている。押出装置３では、ペレット状の樹脂組成物７が、ホッパー３２を通じて、収容部３０に供給される。収容部３０に供給されたペレット状の樹脂組成物７は、例えば、加熱されながらスクリュー３１によって混錬されることによって、軟化して流動可能となる。軟化した樹脂組成物７は、スクリュー３１によって収容部３０から押し出される。
【００８６】
押出装置３から押し出された樹脂組成物７は、ギヤポンプ２ｃに送られる。ギヤポンプ２ｃとしては、実施形態１のギヤポンプ２について上述したものを用いることができる。ギヤポンプ２ｃは、押出装置３から押し出された樹脂組成物７の流量を調整する。
【００８７】
ギヤポンプ２ｃから送り出された樹脂組成物７は、第２室４１に供給される。第２室４１内において、クラッドを樹脂組成物７で被覆することによって、クラッドの外周を覆う被覆層を形成することができる。なお、樹脂組成物７は、スクリュー３１を備えた押出装置３によって押し出されている。そのため、樹脂組成物７によって形成された被覆層は、押出装置３に由来する金属を含んでいることがある。ただし、ＰＯＦにおいて、被覆層には、コアからの光がほとんど到達しない。そのため、被覆層が金属を含んでいても、ＰＯＦの伝送損失は、ほとんど増加しない。
【００８８】
ＰＯＦのクラッドを形成する樹脂組成物６の屈折率は、コアを形成する樹脂組成物５の屈折率よりも低いことが好ましい。樹脂組成物６に含まれる樹脂材料としては、例えば、含フッ素樹脂、メチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、カーボネート系樹脂等が挙げられる。ＰＯＦの被覆層を形成する樹脂組成物７に含まれる樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート、各種エンジニアリングプラスチック、シクロオレフィンポリマー、ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等が挙げられる。
【００８９】
なお、製造装置１１０では、コア、クラッド及び被覆層を備えた三層構造の成形体が作製されている。ただし、製造装置１１０で作製される成形体の構造は、三層構造に限定されない。成形体の構造は、コア及びクラッドからなる二層構造であってもよい。
【実施例】
【００９０】
以下に、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９１】
（測定例１）
まず、ハウジング及び一対のギヤを有するギヤポンプを準備した。一対のギヤの寸法及び形状は、互いに同じであった。一対のギヤについて、ギヤの歯部とハウジングとの間の距離の最小値（トップクリアランス）ＴＣは、１００μｍであった。ギヤの側面とハウジングとの間の距離の最小値（サイドクリアランス）ＳＣは、１１０μｍであった。ギヤの側面の直径は、１２ｍｍであった。ハウジング及び一対のギヤは、その全体がステライトで構成されていた。ギヤポンプを構成するステライトは、コバルトを主成分として含み、かつ鉄を含んでいなかった。
【００９２】
このギヤポンプ内にシリコンオイルを流して、ギヤポンプを通過する前後でのシリコンオイルにおけるコバルトの濃度の増加量を測定した。このとき、ギヤポンプにおけるギヤの回転数を１０ｒｐｍに調節した。シリコンオイルの粘度は、１０００Ｐａ・ｓであった。ギヤの歯部とハウジングとの間において、シリコンオイルに生じるせん断応力の最大値τTC（ｋＰａ）、当該ギヤの側面とハウジングとの間において、シリコンオイルに生じるせん断応力の最大値τSC（ｋＰａ）、及び、ギヤポンプを通過する前後でのシリコンオイルにおけるコバルトの濃度の増加量を表１に示す。
【００９３】
（測定例２〜１８）
ギヤポンプにおけるトップクリアランスＴＣ、サイドクリアランスＳＣ、ギヤの側面の直径Ｄ、ギヤの回転数Ｎ及びシリコンオイルの粘度μを表１に示す値に変更したことを除き、測定例１と同じ方法によって、ギヤポンプを通過する前後でのシリコンオイルにおけるコバルトの濃度の増加量を測定した。
【００９４】
【表１】
0006784862.tif 000017
【００９５】
図６は、測定例１〜１８におけるせん断応力の最大値τTC及びτSCの関係を示すグラフである。表１及び図６からわかるとおり、関係式（I）（τSC≦−τTC＋１２００）が満たされる測定例１〜１３のギヤポンプでは、測定例１４〜１８のギヤポンプに比べて、ギヤポンプを通過する前後でのシリコンオイルにおけるコバルトの濃度の増加量が抑制されていた。特に、関係式（II）（τSC≦−τTC＋５００）が満たされる測定例１〜７のギヤポンプでは、シリコンオイルにおけるコバルトの濃度の増加量がさらに抑制されていた。なお、図６において、〇は、コバルトの濃度の増加量が１ｐｐｂ以下の測定例を意味する。△は、コバルトの濃度の増加量が１ｐｐｂ超５ｐｐｂ以下の測定例を意味する。×は、コバルトの濃度の増加量が５ｐｐｂ超の測定例を意味する。
【００９６】
（実施例１）
ガスを用いて樹脂組成物を押し出すことができる押出装置と、測定例１で用いたギヤポンプとを備えた製造装置（図１参照）を準備した。この押出装置を用いて樹脂組成物をガスによって押し出し、さらに、押し出された樹脂組成物の流量をギヤポンプによって調整した。樹脂組成物は、ポリカーボネートから構成されていた。樹脂組成物は、押出装置から押し出される前に２４０℃に加熱された。加熱された樹脂組成物の粘度は、２０００Ｐａ・ｓであった。ギヤポンプから送り出された樹脂組成物の流量は、５．９ｍＬ／ｍｉｎであった。押出装置は、鉄で構成されていた。
【００９７】
次に、ギヤポンプから送り出された樹脂組成物について、冷却しながら巻き取り操作を行い、ファイバー状に成形した。樹脂組成物の巻取り速度は、３０ｍ／ｍｉｎであった。成形体の外径は、０．５ｍｍに調整された。
【００９８】
ファイバー状の成形体については、巻き取り用ボビンに到達する前に、変位計（キーエンス社製のＬＳ−９００６Ｍ）を用いて、その外径を測定した。外径の測定時間は０．１秒であり、測定箇所は５００００点であった。得られた結果に基づいて、外径の変動（３σ／Ａｖｅ．）を算出した。さらに、製造装置を通過する前後での樹脂組成物における金属の濃度の増加量を測定した。結果を表２に示す。
【００９９】
（比較例１）
製造装置がギヤポンプを備えていないこと、及び、押出装置から押し出された樹脂組成物をファイバー状に成形したことを除き、実施例１と同じ方法によって、ファイバー状の成形体を得た。さらに、実施例１と同じ方法によって、成形体の外径の変動（３σ／Ａｖｅ．）、及び、製造装置を通過する前後での樹脂組成物における金属の濃度の増加量を特定した。
【０１００】
（比較例２）
押出装置として、スクリューを備えた一軸押出機を用いたことを除き、実施例１と同じ方法によって、ファイバー状の成形体を得た。一軸押出機は、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４３５）でできていた。ＳＣＭ４３５は、鉄を主成分として含み、かつコバルトを含んでいなかった。さらに、実施例１と同じ方法によって、成形体の外径の変動（３σ／Ａｖｅ．）、及び、製造装置を通過する前後での樹脂組成物における金属の濃度の増加量を特定した。
【０１０１】
【表２】
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【０１０２】
表２からわかるとおり、ガスを用いて樹脂組成物を押し出すことができる押出装置と、ギヤポンプとを備えた実施例１の製造装置によれば、樹脂組成物について、金属の混入を抑制しつつ、太さが均一なファイバー状に成形することができた。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本実施形態の製造装置は、ＰＯＦの製造に適している。
【符号の説明】
【０１０４】
１  押出装置
２  ギヤポンプ
５  樹脂組成物
１０  収容部
２０  ハウジング
２１  一対のギヤ
２２  駆動ギヤ
２２ａ  歯部
２２ｂ，２２ｃ  側面
２３  被動ギヤ
２３ａ  歯部
２３ｂ，２３ｃ  側面
１００，１１０  ＰＯＦの製造装置
ＴＣ  トップクリアランス
ＳＣ１，ＳＣ２  サイドクリアランス
【要約】
【課題】プラスチック光ファイバーの伝送損失の増加の原因となる金属の混入を抑制しつつ、プラスチック光ファイバーの太さを均一に調整することに適したプラスチック光ファイバーの製造装置を提供する。
【解決手段】本発明のプラスチック光ファイバーの製造装置は、押出装置及びギヤポンプを備える。押出装置は、樹脂組成物を収容する収容部を有し、収容部にガスを導入することによって樹脂組成物を収容部から押し出す。ギヤポンプは、押出装置から押し出された樹脂組成物の流量を調整する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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