(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した樹脂材料をファイバー状に吐出するノズルであって、
内部流路と、
前記内部流路に前記樹脂材料を流入させる流入口と、
前記内部流路から前記ノズルの外に前記樹脂材料を吐出する吐出口と、
を備え、
前記内部流路は、前記吐出口から前記内部流路の上流側５ｍｍの位置Ａから、前記吐出口の位置Ｂまでの領域において、前記位置Ａから前記位置Ｂに向かって前記内部流路の直径が連続的に減少する形状を有する、
樹脂ファイバー形成用ノズル。
【請求項２】
前記内部流路は、前記位置Ａから前記位置Ｂに向かってテーパー形状を有する、
請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記内部流路は、前記位置Ａから前記位置Ｂまでの前記領域において、以下の式（Ｉ）：
４≦ｔａｎθ1≦１００    …（Ｉ）
を満たす、請求項２に記載のノズル。
ここで、前記式（Ｉ）において、θ1はテーパー角度を示し、ｔａｎθ1は以下の式（II）によって求められる。
ｔａｎθ1＝（位置Ａから位置Ｂまでの距離Ｃ1）／０．５（位置Ａにおける内部流路の直径ＤA1−位置Ｂにおける内部流路の直径ＤB1）    …（II）
【請求項４】
前記内部流路は、前記流入口から前記吐出口に向かってテーパー形状を有する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のノズル。
【請求項５】
前記内部流路は、前記流入口から前記吐出口までの領域において、以下の式（III）：
４≦ｔａｎθ2≦１００    …（III）
を満たす、請求項４に記載のノズル。
ここで、前記式（III）において、θ2はテーパー角度を示し、ｔａｎθ2は以下の式（IV）によって求められる。
ｔａｎθ2＝（流入口から吐出口までの距離Ｃ2）／０．５（流入口の直径ＤA2−吐出口の直径ＤB2）    …（IV）
【請求項６】
前記吐出口は、０．３〜３０ｍｍの直径を有する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のノズル。
【請求項７】
樹脂ファイバーの製造装置であって、
前記樹脂ファイバーの原料となる樹脂材料を収容する収容部と、溶融した前記樹脂材料を前記収容部から押し出す押出部とを有する押出装置と、
前記押出装置から押し出された溶融した前記樹脂材料を、ファイバー状に吐出するノズルと、
を備え、
前記ノズルが、請求項１〜６のいずれか１項に記載のノズルである、
樹脂ファイバーの製造装置。
【請求項８】
前記押出装置は、前記収容部内の前記樹脂材料を加熱して溶融させる加熱部をさらに有する、
請求項７に記載の樹脂ファイバーの製造装置。
【請求項９】
前記樹脂ファイバーが、コアおよび前記コアの外周に配置されたクラッドを含むプラスチック光ファイバーであり、
前記押出装置は、第１押出装置及び第２押出装置を含み、
前記第１押出装置は、前記コアを形成するための第１樹脂材料を収容する第１収容部と、溶融した前記第１樹脂材料を、前記コアを形成するように前記第１収容部から押し出す第１押出部とを有し、
前記第２押出装置は、前記クラッドを形成するための第２樹脂材料を収容する第２収容部と、溶融した前記第２樹脂材料を、前記第１押出装置から押し出された前記第１樹脂材料によって形成された前記コアの外周を被覆するように押し出す第２押出部とを有し、
前記ノズルは、前記第２押出装置から押し出された前記コア及び前記クラッドを含む積層体を、ファイバー状に吐出する、
請求項７又は８に記載の樹脂ファイバーの製造装置。
【請求項１０】
前記押出装置と前記ノズルとの間に設けられた拡散管をさらに備え、
前記拡散管は、当該拡散管の内部を通過する前記積層体に含まれるドーパントを、前記積層体において拡散させる、
請求項９に記載の樹脂ファイバーの製造装置。
【請求項１１】
前記ノズルからファイバー状に吐出された前記樹脂材料を通過させる内部空間を有する冷却管をさらに備える、
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の樹脂ファイバーの製造装置。
【請求項１２】
前記冷却管は前記ノズルと接続されている、
請求項１１に記載の樹脂ファイバーの製造装置。
【請求項１３】
溶融した樹脂材料を、請求項１〜６のいずれか１項に記載の樹脂ファイバー形成用ノズルの前記流入口から前記内部流路に流入させて、前記吐出口から前記樹脂材料をファイバー状に吐出させること、
を含む、
樹脂ファイバーの製造方法。
【請求項１４】
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の樹脂ファイバーの製造装置の前記押出装置から、前記樹脂ファイバーの原料となる樹脂材料を押し出すことと、
前記押出装置から押し出された前記樹脂材料を前記製造装置の前記ノズルの前記流入口から前記内部流路に流入させて、前記吐出口から前記樹脂材料をファイバー状に吐出させることと、
を含む、
樹脂ファイバーの製造方法。
【請求項１５】
前記製造装置が、請求項９又は１０に記載の製造装置であり、
前記製造装置の前記第１押出装置の前記第１収容部に収容されている前記第１樹脂材料を、前記コアを形成するように前記第１押出部によって前記第１収容部から押し出すことと、
前記製造装置の前記第２押出装置の前記第２収容部に収容されている前記第２樹脂材料を、前記第１押出装置から押し出された前記第１樹脂材料によって形成された前記コアの外周を被覆するように前記第２押出部によって前記第２収容部から押し出して、クラッドを形成することと、
前記第２押出装置から押し出された前記コア及び前記クラッドを含む積層体を、前記ノズルの前記流入口から前記内部流路に流入させて、前記吐出口からファイバー状に吐出させることと、
を含む、
請求項１４に記載の樹脂ファイバーの製造方法。
【請求項１６】
前記ノズルの前記吐出口からファイバー状に吐出された前記樹脂材料を、冷却管に通過させて冷却すること、
をさらに含む、
請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の樹脂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、樹脂ファイバー形成用ノズルと、それを備えた樹脂ファイバーの製造装置と、樹脂ファイバーの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバー（以下、「ＰＯＦ」と記載する。）などの樹脂ファイバーを製造する方法の一例として、溶融紡糸法が知られている。溶融紡糸法では、例えば、溶融した樹脂材料をノズルに送り、当該ノズルの吐出口から樹脂材料をファイバー状に吐出させる。ファイバー状に吐出させた樹脂材料を冷却して固化させることによって、樹脂ファイバーが作製される。
【０００３】
従来、溶融紡糸法に用いられる上記ノズルでは、目的の外径を有するファイバーを安定して作製するために、吐出口近傍から吐出口まで延びる内部流路の直径を一定とすること、すなわち、吐出口近傍から吐出口まで延びる内部流路の内壁面がノズルの吐出面に対してほぼ垂直となるように、内部流路が直線的に伸びることが望ましいと考えられている。例えば、特許文献１に開示されているように、ＰＯＦを溶融押出法で製造する際に用いられるノズルの吐出口には、ファイバーの形状を安定化させるために、吐出方向に平行に延びるランドが設けられている。なお、ノズルの吐出口部分に設けられるランドは、ノズルの一部である。ランドを通過する樹脂材料は溶融状態であり、装置内は大気圧以上の圧力となっている為、溶融した樹脂材料はランドの内壁に接した状態でノズルの外に吐出される。したがって、ランドの先端から外部に放出される際に樹脂材料のファイバー形状が決定されることになる。すなわち、ノズルの吐出口部分にランドが設けられている場合は、実質的にランドの先端がノズルの吐出口となる。なお、ランドは、ガイドと呼ばれることもある。
【０００４】
また、例えば特許文献２及び３に開示されている、ＰＯＦを溶融押出法で製造する際に用いられるノズルは、目的のＰＯＦの断面形状を有する流路が直線的に吐出口まで延びた構成を有している。
【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】特開２００６−１６３００７号公報
【特許文献３】特開２０１１−２５３００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
目的の外径を安定して得ることができると考えられている従来のノズルを用いて、溶融紡糸法によって樹脂ファイバーを製造した場合であっても、製造される樹脂ファイバーの外径変動を十分に抑制することは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、溶融紡糸法によって樹脂ファイバーを製造する際に用いられた場合に、得られる樹脂ファイバーの外径変動を従来よりも小さく抑えることが可能な、樹脂ファイバー形成用ノズルを提供することを目的とする。さらに、本発明は、そのような樹脂ファイバー形成用ノズルを用いて、製造される樹脂ファイバーの外径変動を従来よりも小さく抑えることができる樹脂ファイバーの製造装置及び製造方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、樹脂ファイバーの製造に用いられるノズルについて鋭意検討を行い、従来、目的の外径を安定して得ることができると考えられているノズルの形状に改善の余地があることを見出した。具体的には、本発明者は、ノズルの内部流路において、樹脂材料が吐出される直前に通過する流路形状に改善の余地があることを見出した。従来、樹脂ファイバーの技術分野においては、溶融紡糸法において用いられるノズルの吐出口近傍から吐出口まで延びる内部流路の内壁面について、当該内壁面がノズルの吐出面に垂直となるように形成されることが望ましいと考えられていた。しかし、本発明者は、鋭意検討の結果、樹脂材料が吐出される直前に通過する内部流路の直径が、吐出口に到達するまで縮径されていることが、樹脂ファイバーの外径変動をより小さく抑えるために重要であることを、新たに見出した。
【０００９】
上記のような知見に基づき、本発明者は、以下の本発明のノズルに到達した。
【００１０】
本発明の第１の態様に係る樹脂ファイバー形成用ノズルは、
溶融した樹脂材料をファイバー状に吐出するノズルであって、
内部流路と、
前記内部流路に前記樹脂材料を流入させる流入口と、
前記内部流路から前記ノズルの外に前記樹脂材料を吐出する吐出口と、
を備え、
前記内部流路は、前記吐出口から前記内部流路の上流側５ｍｍの位置Ａから、前記吐出口の位置Ｂまでの領域において、前記位置Ａから前記位置Ｂに向かって前記内部流路の直径が連続的に減少する形状を有する。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る樹脂ファイバーの製造装置は、
前記樹脂ファイバーの原料となる樹脂材料を収容する収容部と、溶融した前記樹脂材料を前記収容部から押し出す押出部とを有する押出装置と、
前記押出装置から押し出された溶融した前記樹脂材料を、ファイバー状に吐出するノズルと、
を備え、
前記ノズルが、上記第１の態様に係る樹脂ファイバー形成用ノズルである。
【００１２】
本発明の第３の態様に係る樹脂ファイバーの製造方法は、
溶融した樹脂材料を、上記第１の態様に係る樹脂ファイバー形成用ノズルの前記流入口から前記内部流路に流入させて、前記吐出口から前記樹脂材料をファイバー状に吐出させること、
を含む。
【００１３】
本発明の第４の態様に係る樹脂ファイバーの製造方法は、
上記第２の態様に係る樹脂ファイバーの製造装置の前記押出装置から、前記樹脂ファイバーの原料となる樹脂材料を押し出すことと、
前記押出装置から押し出された前記樹脂材料を前記製造装置の前記ノズルの前記流入口から前記内部流路に流入させて、前記吐出口から前記樹脂材料をファイバー状に吐出させることと、
を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の態様に係る樹脂ファイバー形成用ノズルによれば、溶融紡糸法によって樹脂ファイバーを製造する際に用いられた場合に、得られる樹脂ファイバーの外径変動を従来よりも小さく抑えることができる。また、本発明の第２の態様に係る樹脂ファイバーの製造装置、並びに、本発明の第３及び第４の態様に係る樹脂ファイバーの製造方法によれば、製造される樹脂ファイバーの外径変動を従来よりも小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態による樹脂ファイバー製造装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態による樹脂ファイバー形成用ノズルの一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による樹脂ファイバー形成用ノズルの別の例を示す概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態による樹脂ファイバー製造装置の別の例である、ＰＯＦの製造装置の概略断面図である。
【図５】図５は、実施例１による樹脂ファイバー形成用ノズルを用いて製造された樹脂ファイバーについて、外径の測定結果を示すグラフである。
【図６】図６は、比較例１及び２で用いられた樹脂ファイバー形成用ノズルを示す概略断面図である。
【図７】図７は、比較例１による樹脂ファイバー形成用ノズルを用いて製造された樹脂ファイバーについて、外径の測定結果を示すグラフである。
【図８】図８は、比較例２による樹脂ファイバー形成用ノズルを用いて製造された樹脂ファイバーについて、外径の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の樹脂ファイバー形成用ノズル、樹脂ファイバーの製造装置、及び樹脂ファイバーの製造方法の実施形態について説明する。
【００１７】
本実施形態の樹脂ファイバーの製造装置は、
樹脂ファイバーの原料となる樹脂材料を収容する収容部と、溶融した樹脂材料を収容部から押し出す押出部とを有する押出装置と、
押出装置から押し出された溶融した樹脂材料を、ファイバー状に吐出するノズルと、
を備える。
【００１８】
本実施形態の樹脂ファイバーの製造装置に設けられる上記ノズルは、本実施形態の樹脂ファイバー形成用ノズルである。本実施形態の樹脂ファイバー形成用ノズルは、内部流路と、内部流路に樹脂材料を流入させる流入口と、内部流路からノズルの外に樹脂材料を吐出する吐出口と、を備える。内部流路は、吐出口から内部流路の上流側５ｍｍの位置Ａから、吐出口の位置Ｂまでの領域において、位置Ａから位置Ｂに向かって内部流路の直径が連続的に減少する形状を有する。このような形状のノズルが用いられることにより、製造される樹脂ファイバーの外径変動を小さく抑えることができる。例えば、本実施形態によるノズルが用いられる場合、製造される樹脂ファイバーの外径の平均値（ＡＶＥ）に対する樹脂ファイバーの外径の標準偏差の３倍値（３σ）の比率３σ／ＡＶＥを、例えば３％以下に抑えることが可能である。
【００１９】
図１は、本実施形態による樹脂ファイバー製造装置の一例を示す概略断面図である。
【００２０】
図１に示す樹脂ファイバー製造装置１００は、押出装置１０およびノズル２０を備える。押出装置１０は、樹脂ファイバーの原料となる樹脂材料１を収容する収容部１１と、溶融した樹脂材料１を収容部１１から押し出す押出部１２とを有する。押出装置１０から押し出された樹脂材料１は、ノズル２０の流入口２２から内部流路２１に流入し、吐出口２３からノズル２０の外に吐出される。
【００２１】
ノズル２０には、本実施形態による樹脂ファイバー形成用ノズルが用いられる。
【００２２】
図２に、ノズル２０として用いられる、本実施形態による樹脂ファイバー形成用ノズルの一例の構成を示す。ノズル２０は、内部流路２１と、内部流路２１に樹脂材料１を流入させる流入口２２と、内部流路２１からノズル２０の外に樹脂材料１をファイバー状に吐出する吐出口２３と、を備える。内部流路２１は、吐出口２３から内部流路２１の上流側５ｍｍの位置Ａから、吐出口２３の位置Ｂまでの領域において、位置Ａから位置Ｂに向かって内部流路２１の直径が連続的に減少する形状を有する。内部流路２１は、全体に渡って直径が連続的に減少する形状を有することが好ましい。すなわち、内部流路２１は、流入口２２から吐出口２３に向かって直径が連続的に減少する形状を有することが好ましい。
【００２３】
ここで、ノズル２０の吐出口２３は、ノズル２０の内部流路２１から流体をノズル外に出す出口部分である。したがって、ノズル２０が、吐出口部分にランドが設けられた構成を有する場合は、ノズル２０の吐出口２３はランドの先端における開口部となる。
【００２４】
ノズル２０の内部流路２１は、図２に示されているように、位置Ａから位置Ｂに向かってテーパー形状を有していることが好ましい。この場合、内部流路２１は、位置Ａから位置Ｂまでの領域において、以下の式（Ｉ）：
４≦ｔａｎθ1≦１００    …（Ｉ）
を満たすことがより好ましい。ｔａｎθ1は、８以上であることがさらに好ましく、１０以上であることが特に好ましい。ｔａｎθ1は、９０以下であることがさらに好ましく、８０以下であることが特に好ましい。
【００２５】
ここで、上記式（Ｉ）において、θ1はテーパー角度を示し、ｔａｎθ1は以下の式（II）によって求められる。
【００２６】
ｔａｎθ1＝（位置Ａから位置Ｂまでの距離Ｃ1）／０．５（位置Ａにおける内部流路２１の直径ＤA1−位置Ｂにおける内部流路２１の直径ＤB1）    …（II）
なお、位置Ｂにおける内部流路２１の直径ＤB1は、吐出口２３の直径に相当する。位置Ａから位置Ｂまでの距離Ｃ1は、５ｍｍである。
【００２７】
内部流路２１は、その全体がテーパー形状を有することが好ましい。すなわち、内部流路２１は、図２に示されているように、流入口２２から吐出口２３に向かってテーパー形状を有していることが好ましい。この場合、内部流路２１は、流入口２２から吐出口２３までの領域において、以下の式（III）：
４≦ｔａｎθ2≦１００    …（III）
を満たすことがより好ましい。ｔａｎθ1は、８以上であることがさらに好ましく、１０以上であることが特に好ましい。ｔａｎθ1は、９０以下であることがさらに好ましく、８０以下であることが特に好ましい。
【００２８】
ここで、上記式（III）において、θ2はテーパー角度を示し、ｔａｎθ2は以下の式（IV）によって求められる。
【００２９】
ｔａｎθ2＝（流入口２２から吐出口２３までの距離Ｃ2）／０．５（流入口２２の直径ＤA2−吐出口２３の直径ＤB2）    …（IV）
【００３０】
ノズル２０の吐出口２３の直径は、目的とする樹脂ファイバーの外径に応じて適宜選択すればよく、特には限定されない。例えば、樹脂ファイバーとしてＰＯＦが製造される場合、ノズル２０の吐出口２３は、例えば０．３〜３０ｍｍの直径を有していてもよい。このような小さい直径を有する樹脂ファイバーを製造する場合でも、本実施形態のノズル２０を用いることにより、得られる樹脂ファイバーの外径変動を小さく抑えること（例えば、比率３σ／ＡＶＥを３％以下に抑えること）ができる。
【００３１】
製造装置１００の押出装置１は、収容部１１内の樹脂材料１を加熱して溶融させる加熱部（図示せず）をさらに有していてもよい。例えば、樹脂材料１としてロッド状のものが収容部１１に供給されて、当該収容部１１内で加熱されることによって溶融され、押出部１２によって溶融された樹脂材料１が収容部１１から押し出されてもよい。
【００３２】
本実施形態による樹脂形成用ノズルにおける内部流路の形状は、図２に示されたノズル２０に限定されない。本実施形態による樹脂形成用ノズルでは、内部流路２１が、位置Ａから位置Ｂまでの領域において、位置Ａから位置Ｂに向かって内部流路の直径が連続的に減少する形状を有していればよい。したがって、流入口２２から位置Ａまでの領域における内部流路２１の形状は、特には限定されない。例えば、図３に示された別の例の樹脂ファイバー形成用ノズル２０Ａのように、流入口２２から位置Ａまでの領域において、流入口２２から位置Ａに向かって内部流路２１の直径が連続的に減少していなくてもよく、例えば流入口２２から位置Ａまで内部流路２１が同一の直径を有していてもよい。
【００３３】
樹脂ファイバー製造装置１００は、冷却管３０をさらに備えていることが好ましい。冷却管３０は、ノズル２０の吐出口２３からファイバー状に吐出された樹脂材料１を通過させる内部空間３１を有する。冷却管３０は、内部空間３１を通過するファイバー状の樹脂材料１に対する外気（外部に存在する空気）による外乱を抑制できる。これにより、ノズル２０から吐出されたファイバー状の樹脂材料１が、外気の影響を受けることなく冷却され得る。その結果、製造されるファイバーの外径変動をさらに小さく抑えることが可能となる。
【００３４】
冷却管３０は、図１に示されるように、例えばノズル２０と接続されて設けられる。冷却管３０は、内部空間３１に連通する上方の第１開口部３２及び下方の第２開口部３３を有する。冷却管３０は、例えば、ノズル２０に接続され、かつノズル２０から下方に向かって延びている。冷却管３０の第１開口部３２は、例えば、ノズル２０の吐出口２３を囲んでいる。ノズル２０の吐出口２３から吐出された樹脂材料１が冷却管３０の内壁３５に接触しないように、冷却管３０の第１開口部３２、内部空間３１、及び第２開口部３３が設計される。冷却管３０の第１開口部３２、内部空間３１、及び第２開口部３３の直径は、ノズル２０の吐出口２３の直径よりも１５ｍｍ以上大きいことが好ましい。
【００３５】
冷却管３０は、外気から遮断された内部空間３１を形成し得る筒状体を有していればよく、その構造は特には限定されない。冷却管３０の形状は、例えば、円筒状である。
【００３６】
冷却管３０の長さは、１００ｍｍ以上が好ましく、２００ｍｍ以上がより好ましく、３００ｍｍ以上がより好ましい。
【００３７】
冷却管３０の外壁３４と、冷却管３０の内部空間３１に面している内壁３５との間に、冷媒を収容し得る収容空間（図示せず）がさらに設けられていてもよい。この場合、冷却管３０は、冷媒を収容空間に供給するための機構（例えば、冷媒供給経路及び冷媒排出経路等）をさらに備えていてもよい。冷媒としては、例えば、水などの液体を用いることができる。
【００３８】
また、冷却管３０は、内部空間３１に冷却流体が供給される機構（図示せず）をさらに有していてもよい。冷却流体は、例えば、気体である。気体の冷却流体としては、空気及びヘリウムなどの不活性ガスなどが挙げられ、好ましくは空気である。冷却管３０は、冷却流体を整流する筒状のフィルタ（図示せず）をさらに有していてもよい。この筒状のフィルタは、内部空間３１に設けられる。フィルタの形状は、例えば、円筒状である。冷却流体は、例えば、冷却管３０の内壁３５とフィルタとの間の空間に導入される。フィルタは、例えば、不織布、織布、またはメッシュ等の冷却流体が透過可能な材料によって形成されている。フィルタは、例えば、冷却管３０と同じ方向に延びている。フィルタの長さは、冷却管３０と同じであってもよく、異なっていてもよい。この場合、ファイバー状の樹脂材料１は、フィルタで囲まれた内部空間を通過する。すなわち、フィルタで囲まれた内部空間は、冷却管３０の内部空間３１の一部とみなすことができる。冷却管３０は、フィルタに代えて、冷却流体が透過しない筒状の壁部を有していてもよい。
【００３９】
図１に示す樹脂ファイバー製造装置１００は、本実施形態の樹脂ファイバー製造装置の一例である。樹脂ファイバー製造装置１００は、１種類の樹脂材料を用いて樹脂ファイバーを製造する装置であるが、樹脂ファイバー製造装置はこれに限定されない。例えば、本実施形態の樹脂ファイバー製造装置は、複数種の樹脂材料が用いられ、それらの樹脂材料が例えば多層溶融押出しによって同心円状に積層されたものをノズル２０に流入させて、ノズル２０からファイバー状に吐出させる構成を有していてもよい。このように、本実施形態の樹脂ファイバー製造装置は、複数種の樹脂材料を用いて、それらの樹脂材料が多層溶融押出しによって同心円状に積層されたものをノズル２０からファイバー状に吐出させて樹脂ファイバーを製造することも可能である。
【００４０】
本実施形態において製造される樹脂ファイバーは、例えばＰＯＦであってもよい。ＰＯＦは、例えば、コアと、コアの外周に配置されたクラッドとを含む。したがって、本実施形態による樹脂ファイバー製造装置は、ＰＯＦの製造装置であってもよい。
【００４１】
図４は、本実施形態による樹脂ファイバー製造装置の別の例である、ＰＯＦの製造装置２００の概略断面図を示す。
【００４２】
図４に示された装置２００は、コア形成用の第１押出装置１０ａ、クラッド形成用の第２押出装置１０ｂ、及びオーバークラッド形成用の第３押出装置１０ｃを備える。装置２００は、第１室４０及び第２室５０をさらに備えている。第１室４０及び第２室５０は、鉛直方向下方にこの順で並んでいる。なお、ここで説明するＰＯＦの製造装置２００は、コア形成用の第１押出装置１０ａ、クラッド形成用の第２押出装置１０ｂ、及びオーバークラッド形成用の第３押出装置１０ｃを備えた、３種類の樹脂材料が用いられる装置例である。しかし、本実施形態のＰＯＦの製造装置は、コア形成用の第１押出装置１０ａ及びクラッド形成用の第２押出装置１０ｂを備えた、２種類の樹脂材料が用いられる装置であってもよい。
【００４３】
第１押出装置１０ａは、ＰＯＦのコアに適した組成を有する第１樹脂材料１ａを収容する第１収容部１１ａと、第１収容部１１ａに収容されている第１樹脂材料１ａを第１収容部１１ａから押し出す第１押出部１２ａとを有する。第１収容部１１ａ及び第１押出部１２ａは、図１に示された装置１００の収容部１１及び押出部１２とそれぞれ同じ機能を有する。第１押出装置１０ａには、第１収容部１１ａで第１樹脂材料１ａを溶融させることができるように、さらに溶融された第１樹脂材料１ａが成形されるまで溶融状態を保つことができるように、ヒーター等の加熱部（図示せず）がさらに設けられていてもよい。この場合、例えば、ロッド状の樹脂材料（プリフォーム）１ａが、第１収容部１１ａの上方の開口部を通じて第１収容部１１ａ内に挿入されて、第１収容部１１ａ内で加熱されることによって溶融される。
【００４４】
第１押出装置１０ａにおいては、第１樹脂材料１ａは、例えばガス押出によって、第１押出部１２ａを介して第１収容部１１ａからコア２を形成するように外に押し出される。第１押出部１２ａを介してコア１２を形成するように押し出された第１樹脂材料１ａは、その後鉛直方向下方に移動し、第１室４０及び第２室５０のそれぞれに、この順で供給される。
【００４５】
第２押出装置１０ｂは、例えば、ＰＯＦのクラッドに適した組成を有する第２樹脂材料１ｂを収容する第２収容部１１ｂと、第２収容部１１ｂに収容されている第２樹脂材料１ｂを第２収容部１１ｂから押し出す第２押出部１２ｂとを有する。第２押出装置１０ｂは、溶融した第２樹脂材料１ｂを、第１押出装置１０ａから押し出された第１樹脂材料１ａで形成されたコア２の外周を被覆するように押し出す。具体的には、第２押出装置１０ｂから押し出された第２樹脂材料１ｂは、第１室４０に供給される。第１室４０内において、第１樹脂材料１ａで形成されるコア２を第２樹脂材料１ｂで被覆することによって、コア２の外周を覆うクラッド３を形成することができる。コア２と、コア２の外周を被覆するクラッド３とで形成された積層体は、第１室４０から第２室５０に移動する。
【００４６】
第３押出装置１０ｃは、例えば、ＰＯＦのオーバークラッド（被覆層）に適した組成を有する第３樹脂材料１ｃを収容する第３収容部１１ｃ、第３収容部１１ｃ内に配置されたスクリュー１３、及び、第３収容部１１ｃに接続されたホッパー１４を備えている。第３押出装置１０ｃでは、例えばペレット状の第３樹脂材料１ｃが、ホッパー１４を通じて、第３収容部１１ｃに供給される。第３収容部１１ｃに供給された第３樹脂材料１ｃは、例えば、加熱されながらスクリュー１３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。軟化した第３樹脂材料１ｃは、スクリュー１３によって第３収容部１１ｃから押し出される。
【００４７】
第３押出装置１０ｃから押し出された第３樹脂材料１ｃは、第２室５０に供給される。第２室５０内において、コア２及びクラッド３で形成された積層体の表面を第３樹脂材料１ｃで被覆することによって、クラッド３の外周を覆うオーバークラッド４を形成することができる。
【００４８】
コア２、クラッド３、及びオーバークラッド４が同心円状に積層された積層体５は、第２室５０から、第２室５０の鉛直方向下方に配置された拡散管６０に移動する。拡散管６０には、例えば、この積層体５を加熱するためのヒーター（図示せず）が配置されていてもよい。拡散管６０において、例えば、内部を通過する積層体５の温度及び粘度が適切に調整される。拡散管６０は、拡散管６０の内部を通過する積層体５に含まれる屈折率調整剤等のドーパントを、積層体５において拡散させることができる。
【００４９】
拡散管６０は、ノズル２０の内部流路２１に連結している。すなわち、拡散管６０の下方の開口部は、ノズル２０の流入口２２と連結しており、拡散管６０を通過した積層体５が、ノズル２０の流入口２２を介して内部流路２１に流入する。積層体５は、内部流路２１を通過する際に縮径されて、吐出口２３からファイバー状に吐出される。ノズル２０の内部流路２１の形状は、上述のとおりである。本実施形態によるノズル２０が用いられることにより、吐出口２３から吐出されるファイバー状の積層体５の外径変動を小さく抑えることができる。これにより、目的の外径を有するＰＯＦを安定して製造することができる。
【００５０】
ノズル２０の吐出口２３からファイバー状に吐出された積層体５は、例えば、冷却管３０の第１開口部３２から内部空間３１内に流入し、内部空間３１内を通過しながら冷却されて、第２開口部３３から冷却管３０の外へ放出される。冷却管３０から放出された積層体５は、例えば、ニップロール７０が有する２つのロール７１及び７２の間を通過し、さらにガイドロール７３〜７５を経由して、ＰＯＦ６として巻き取りロール７６に巻き取られる。巻き取りロール７６の近傍、例えばガイドロール７５と巻き取りロール７６との間、においてＰＯＦ６の外径を測定する変位計８０をさらに備えていてもよい。
【００５１】
第１樹脂材料１ａは、ＰＯＦ６のコア２に適した組成を有することが好ましい。第１樹脂材料１ａ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。
【００５２】
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】
0006859477.tif 000002
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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】
0006859477.tif 000003
【００５７】
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】
0006859477.tif 000004
【００５８】
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。
【００５９】
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】
0006859477.tif 000005
【００６０】
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】
0006859477.tif 000006
【００６１】
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。
【００６２】
構成単位（Ｂ）は、下記式（４）で表される。
【化６】
0006859477.tif 000007
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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】
0006859477.tif 000008
【００６６】
構成単位（Ｃ）は、下記式（６）で表される。
【化８】
0006859477.tif 000009
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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】
0006859477.tif 000010
【００７０】
構成単位（Ｄ）は、下記式（８）で表される。
【化１０】
0006859477.tif 000011
【００７１】
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。
【００７２】
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】
0006859477.tif 000012
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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】
0006859477.tif 000013
【００７６】
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】
0006859477.tif 000014
【００７７】
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
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
第１樹脂材料１ａ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。第１樹脂材料１ａ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。第１樹脂材料１ａは、例えば、常温（２５℃）で固体である。
【００８２】
第２樹脂材料１ｂは、ＰＯＦ６のクラッド３に適した組成を有することが好ましい。クラッド３を形成する第２樹脂材料１ｂの屈折率は、コア２を形成する第１樹脂材料１ａの屈折率よりも低いことが好ましい。第２樹脂材料１ｂ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。
【００８３】
ＰＯＦ６のオーバークラッド４を形成する第３樹脂材料１ｃに含まれる樹脂材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリエーテルスルホン、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、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ＰＴＦＥ、及びテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられる。
【００８４】
本実施形態の樹脂ファイバーの製造方法の第１例として、ノズル２０のような本実施形態の樹脂ファイバー形成用ノズルを用いる方法が挙げられる。この第１例の方法は、
溶融した樹脂材料を、ノズル２０のような本実施形態の樹脂ファイバー形成用ノズルの流入口から内部流路に流入させて、吐出口から樹脂材料をファイバー状に吐出させること、
を含む。
【００８５】
本実施形態の樹脂ファイバーの製造方法の第２例として、上述の製造装置１００及び２００のような本実施形態の樹脂ファイバーの製造装置を用いる方法が挙げられる。この第２例の方法は、
製造装置１００及び２００のような本実施形態の樹脂ファイバーの製造装置の押出装置から、樹脂ファイバーの原料となる樹脂材料を押し出すことと、
押出装置から押し出された樹脂材料をノズルの流入口から内部流路に流入させて、吐出口から樹脂材料をファイバー状に吐出させることと、
を含む。
【００８６】
本実施形態の樹脂ファイバーの製造方法の第３例として、上述のＰＯＦの製造装置２００のような本実施形態の樹脂ファイバーの製造装置を用いる方法が挙げられる。この第３例の方法は、
ＰＯＦの製造装置２００のような本実施形態の樹脂ファイバーの製造装置の第１押出装置の第１収容部に収容されている第１樹脂材料を、コアを形成するように第１押出部によって前記第１収容部から押し出すことと、
樹脂ファイバーの製造装置の第２押出装置の第２収容部に収容されている第２樹脂材料を、第１押出装置から押し出された第１樹脂材料によって形成されたコアの外周を被覆するように第２押出部によって第２収容部から押し出して、クラッドを形成することと、
第２押出装置から押し出されたコア及びクラッドを含む積層体を、ノズルの流入口から内部流路に流入させて、吐出口からファイバー状に吐出させることと、
を含む。
【００８７】
本実施形態の樹脂ファイバーの製造方法の第４例として、上記第１例〜第３例のいずれかの方法において、
ノズルの吐出口からファイバー状に吐出された樹脂材料を、冷却管に通過させて冷却すること、
をさらに含む方法が挙げられる。
【００８８】
本実施形態の樹脂ファイバーの製造方法によれば、製造される樹脂ファイバーの外径変動を小さく抑えることができる。
【実施例】
【００８９】
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。
【００９０】
（実施例１）
実施例１では、図４に示されたＰＯＦの製造装置２００を用いて、ＰＯＦが製造された。樹脂ファイバー形成用ノズルとして、図２に示されたノズル２０が用いられた。すなわち、流入口から吐出口に向かってテーパー形状を有する内部流路が設けられたノズルが、樹脂ファイバー形成用ノズルとして用いられた。実施例１のノズルは、テーパー角度θ2（θ1）が８４．６°、流入口の直径ＤA2が１２．５ｍｍ、吐出口の直径ＤB2が３ｍｍ、流入口から吐出口までの距離Ｃ2が５０ｍｍ、ｔａｎθ2（ｔａｎθ1）が１０．５３、であった。実施例１のノズルはハステロイで形成されていた。
【００９１】
コア形成用の第１樹脂材料として、非晶性の全フッ素樹脂が用いられた。クラッド形成用の第２樹脂材料として、非晶性の全フッ素樹脂が用いられた。オーバークラッド形成用の第３樹脂材料として、ポリカーボネートが用いられた。
【００９２】
第１樹脂材料、第２樹脂材料、及び第３樹脂材料を用い、製造装置２００を用いて多層溶融押出しによって、コア、クラッド、及びオーバークラッドが同心円状に積層された積層体を作製し、この積層体をノズルの流入口からノズルの内部流路に流入させた。ノズルの吐出口から吐出されたファイバー状の積層体を冷却管に流入させて冷却し、その後、得られたファイバーを巻き取りロールで巻き取ってＰＯＦを得た。溶融押出時の各樹脂材料の加熱温度及び流量は、以下のとおりであった。
第１樹脂材料（コア）：温度２５０℃、流量３．６×１０-9ｍ3／ｓ
第２樹脂材料（クラッド）：温度２６０℃、流量３．５×１０-9ｍ3／ｓ
第３樹脂材料（オーバークラッド）：温度２５０℃、流量９．０×１０-8ｍ3／ｓ
【００９３】
得られたＰＯＦのコアの直径は５０μｍ、クラッドの外径は７０μｍ、オーバークラッドの外径は２６０μｍであった。
【００９４】
変位計（キーエンス社製のＬＳ−９００６Ｍ）を用いて、巻き取りロールの近傍においてファイバーの外径を測定し、得られた測定値をＰＯＦの外径とみなした。外径の測定周期は０．１秒であり、測定箇所は４０９６点であった。外径の測定結果が、図５のグラフに示されている。また、得られた結果に基づいて比率３σ／ＡＶＥを算出した。実施例１で得られたＰＯＦの比率３σ／ＡＶＥは０．６％であった。
【００９５】
（比較例１）
比較例１では、樹脂ファイバー形成用ノズルとして、図６に示されているようなノズル９０が用いられた。ノズル９０は、内部流路９１と、内部流路９１に樹脂材料を流入させる流入口９２と、内部流路９１からノズル９０の外に樹脂材料をファイバー状に吐出する吐出口９３と、を備えていた。内部流路９１には、吐出口９３近傍に、吐出方向に直線状に延びるランド９４が設けられたていた。内部流路９１のランド９４以外の領域は、実施例１で用いられたノズルと同様に、全体がテーパー形状を有していた。比較例１のノズルは、流入口の直径ＤA2が１２．５ｍｍ、吐出口の直径ＤB2が３ｍｍ、流入口から吐出口（すなわち、流入口からランドの先端）までの距離Ｃ2が６０ｍｍ、ランド長Ｌが１０ｍｍ、であった。テーパー形状部分のテーパー角度は、実施例１のノズルと同様、８４．６°であった。比較例１のノズルは、実施例１のノズルと同様の材料で形成されていた。
【００９６】
比較例１のノズル９０を用いた点以外は、実施例１と同様の方法でＰＯＦを作製し、ＰＯＦの外径を測定した。外径の測定結果が、図７のグラフに示されている。また、比較例１で得られたＰＯＦの比率３σ／ＡＶＥは９．５％であった。
【００９７】
（比較例２）
比較例２では、ランド長Ｌと距離Ｃ2が異なる点を除き、比較例１と同様の形状を有するノズル９０が用いられた。比較例２のノズル９０では、流入口から吐出口（すなわち、流入口からランドの先端）までの距離Ｃ2が５３ｍｍ、ランド長Ｌが３ｍｍであった。
【００９８】
比較例２のノズル９０を用いた点以外は、実施例１と同様の方法でＰＯＦを作製し、ＰＯＦの外径を測定した。外径の測定結果が、図８のグラフに示されている。また、比較例２で得られたＰＯＦの比率３σ／ＡＶＥは５．５％であった。
【００９９】
（比較例３）
比較例３では、実施例１、比較例１、及び比較例２で用いられたＰＯＦの製造装置から冷却管を除いた装置が用いられた。すなわち、比較例３では、ノズルの吐出口から吐出されたファイバー状の積層体を冷却管に流入させずに冷却し、その後、得られたファイバーを巻き取りロールで巻き取ってＰＯＦを得た。比較例３では、冷却管が設けられていない装置を用いた点以外は、比較例２と同様の方法でＰＯＦを作製した。すなわち、用いられたノズルは比較例２で用いられたノズル９０と同じであり、流入口から吐出口（すなわち、流入口からランドの先端）までの距離Ｃ2が５３ｍｍ、ノズル９０のランド長Ｌが３ｍｍであった。
【０１００】
実施例１と同様の方法で、ＰＯＦの外径を測定した。比較例３で得られたＰＯＦの比率３σ／ＡＶＥは約１２％であった。
【０１０１】
実施例１及び比較例１〜３の結果を比較すると、内部流路において吐出口近傍から吐出口に到達するまでの領域で内部流路の直径が縮径されている本発明のノズルを用いることにより、吐出口近傍から吐出口に到達するまでの領域で内部流路が縮径されていない従来のノズルを用いるよりも、得られるＰＯＦの外径変動を小さく抑えることができるという結果が得られた。
【０１０２】
（実施例２〜８）
実施例２〜８では、図２に示されたノズル２０が用いられた。各実施例で用いられたノズルについて、流入口の直径ＤA2、吐出口の直径ＤB2、流入口から吐出口までの距離Ｃ2、ｔａｎθ2（ｔａｎθ1）、及びテーパー角度θ2（θ1）、が、表１に示されている。実施例２〜８のノズルも、実施例１のノズルと同様の材料で形成されていた。実施例２〜８のノズルを用いた点以外は、実施例１と同様の方法で、ＰＯＦを作製した。
【０１０３】
【表１】
0006859477.tif 000015
【０１０４】
実施例２〜８のノズルを用いた場合でも、実施例１と同様に、外径変動が小さく抑えられたＰＯＦが製造された。
【０１０５】
実施例１〜８の樹脂ファイバーを比較すると、内部経路が４≦ｔａｎθ2≦１００を満たすテーパー形状を有するノズルを用いることにより、外径変動が小さく抑えられ、かつより高い強度を有する樹脂ファイバーを製造できることがわかった。ｔａｎθ2が４以上であるノズルを用いて作製された実施例１、４〜８のＰＯＦは、ｔａｎθ2が４未満であるノズルを用いて作製された実施例２及び３のＰＯＦよりも切れにくく、十分に高い強度を有していた。ｔａｎθ2が１００を超えるノズルを用いて作製された実施例８のＰＯＦは、実施例１〜７のＰＯＦと比較すると、外径変動がやや大きかった。これは、実施例８で用いられたノズルはテーパー角度が８９．７ｄｅｇ．と高いため、高精度に機械加工することが難しく、実際に加工された際にテーパー角度が９０ｄｅｇ．に近くなってしまったためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本実施形態の樹脂ファイバー形成用ノズル及び樹脂ファイバーの製造装置は、ＰＯＦの製造に適している。
【符号の説明】
【０１０７】
１    樹脂材料
１ａ    第１樹脂材料
１ｂ    第２樹脂材料
２    コア
３    クラッド
４    オーバークラッド
５    積層体
６    ＰＯＦ
１０    押出装置
１０ａ    第１押出装置
１０ｂ    第２押出装置
２０    樹脂ファイバー形成用ノズル
２１    内部流路
２２    流入口
２３    吐出口
３０    冷却管
３１    内部空間
３２    第１開口部
３３    第２開口部
３４    外壁
３５    内壁
１００    樹脂ファイバーの製造装置
２００    ＰＯＦの製造装置
【要約】
【課題】溶融紡糸法によって樹脂ファイバーを製造する際に用いられた場合に、得られる樹脂ファイバーの外径変動を従来よりも小さく抑えることが可能な、樹脂ファイバー形成用ノズルを提供する。
【解決手段】本発明の樹脂ファイバー形成用ノズル２０は、溶融した樹脂材料をファイバー状に吐出するノズルである。ノズル２０は、内部流路２１と、内部流路２１に前記樹脂材料を流入させる流入口２２と、内部流路２１からノズル２０の外に前記樹脂材料を吐出する吐出口２３と、を備える。内部流路２１は、吐出口２３から内部流路２１の上流側５ｍｍの位置Ａから、吐出口２３の位置Ｂまでの領域において、位置Ａから位置Ｂに向かって内部流路２１の直径が連続的に減少する形状を有する。
【選択図】図２【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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【図７】
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【図８】
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