JPH06265735A - プラスチック系マルチフィラメント型中空光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 柔軟性、光伝送特性に優れ、内部にイメージ
ファイバを挿入しうる空孔を有するライトガイドとして
使用しうるマルチフィラメント型中空光ファイバを得
る。 【構成】 径が10〜80μｍの光伝送性島部を多数本海部
に配列一体化しており、内部に空孔を有することを特徴
とする中空光ファイバ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直径２〜80μｍのプラス
チック光ファイバ（島成分）が海部に配置された構造を
有するとともに、その断面内に光伝送性を有さない空孔
を有するプラスチック系マルチフィラメント型中空光フ
ァイバに関するものである。この型の光ファイバは、と
くに細径内視鏡のライトガイドとして用いた場合、有用
な光ファイバである。

【０００２】

【従来の技術】細径な内視鏡は、一般的に図１の断面図
に示すような構造を有している。図１(イ) はこの光ファ
イバの先端断面図であり、(ロ) は横断面図を示し、これ
ら図中１はイメージファイバ部を、２はライトガイド部
を、３は光遮断層を、４は対物レンズ部である。ライト
ガイドは通常、ガラス系光ファイバが数本〜数十本束ね
た型で構成されている。

【０００３】血管内の観察に用いられるような極細径の
内視鏡には、さらに血管壁を破損しないよう柔軟性が要
求される。そのためこのライトガイドには三菱電線工業
時報別刷 No75(1988.4) に示されているように直径20〜
50μｍと極めて細径なガラス系光ファイバが用いられて
いる。ところがこのガラス系光ファイバは極めて細径で
あることと、曲げに対する抵抗力が小さいため、内視鏡
の組立時やその使用時の曲げ操作により比較的容易に折
損してしまうという難点がある。ライトガイドが折損す
ると照明光度が低下したり、当該部より漏れた光がイメ
ージファイバ中に侵入し、伝送画像特性の低下を引き起
こすことが大きな難点とされている。そこでこのライト
ガイドにガラス系光ファイバに比べ折損しにくいプラス
チック系光ファイバを用いた内視鏡の開発が試みられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プラスチック系光ファ
イバはその材料の特性上、細径な物を得ることは非常に
困難であり、また取扱いも難しくなる。実際、単線のプ
ラスチック系光ファイバでは直径 100μｍ以下のものは
その製作が難しく、均一な径のものを作ることが難しい
ため、実用化されていない。直径が 100μｍ以上のプラ
スチック系光ファイバであっても、その柔軟性は直径20
μｍ程度のガラス系光ファイバの柔軟性に比べて低くす
ることができるものの、径が太すぎるため、外径１mm以
下の細径内視鏡のライトガイドとして用いることは難し
い。径が小さいプラスチック系光ファイバは、上述した
難点があり、従来の技術では細径内視鏡のライトガイド
として用い得るプラスチック系光ファイバを得ることは
できなかった。

【０００５】そこで本発明者等は上述したごとき現状に
鑑み、細径内視鏡用のライトガイドとして用いることの
できるプラスチック系光ファイバを得るべく検討した結
果、直径10〜80μｍの範囲の島部が海部に配置された構
造を有し、かつ、その断面に光非伝送性の空孔を有する
形状のプラスチック系光ファイバ集合体を一体紡糸する
ことにより、一本一本の光ファイバの直径を２〜80μｍ
で均一な径の細径にすることができ、チューブ状である
ためその中に対物レンズの付いたイメージファイバを挿
入するだけで内視鏡の基本構造となるため、内視鏡の組
立コストを大きく下げることができる、柔軟で耐折損性
に優れ、取扱いも容易な細径な内視鏡に用いることが可
能なプラスチック系ライトガイドが得られることを見い
だし本発明を完成した。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、直径が10〜80μｍの範囲の光伝送性の島部が海部
に配置された構造であり、かつ、その断面に非光伝送性
の空孔を有することを特徴とするプラスチック系マルチ
フィラメント型中空光ファイバにある。

【０００７】本発明のプラスチック系マルチフィラメン
ト型光ファイバは細径で、かつ、柔軟性が要求される血
管内視鏡のライトガイドとしてとくに有用なものであ
る。本発明のプラスチック系マルチフィラメント型中空
光ファイバの外形および孔形は略円形であり、かつ、島
部の直径は10〜80μｍであることが必要である。島部の
直径が80μｍを超えると得られたマルチ光ファイバの柔
軟性が低下する。また、島部の直径が２μｍ未満になる
と島部を伝わる光の損失が大きくなりライトガイドとし
て用いた場合、その光量が不足する。本発明において
は、とくに島部直径が20〜50μｍとなるマルチ中空光フ
ァイバとするのがよい。

【０００８】島部形成ポリマとしては、特開昭６４−８
６１０３号公報に示されているようなポリマを用いるこ
とができる。また光伝送性を備えた島部が芯−鞘構造よ
りなる場合、海は島同士を互いに接合する働きを持ち、
島部がコアのみよりなる構造である場合、海は島同士を
互いに接合する働きと鞘の働きを有することになる。

【０００９】本発明のマルチフィラメント型光ファイバ
が優れた柔軟性を発揮するのは島部と島部の間にある海
部が、曲げ時において各島部に生じる伸縮差を吸収し、
互いに接合されている島部がある程度自由に動けるため
である。従って、本発明のマルチフィラメント型光ファ
イバにおいては、島部と島部の間には海部が存在し、か
つ、海部がその働きを損なわない範囲でできるだけ軟ら
かなポリマでなければならない。島部が一種類の光伝送
部よりなる場合には、海部には透明なポリマを用いる必
要があるが、島部が芯−鞘構造である場合には、とくに
透明なポリマを用いなくてもよい。この海部形成ポリマ
としては特開昭６４−８６１０３号公報に示されている
ごときポリマを用いることができる。

【００１０】また光ファイバには伝送光の一部がファイ
バ外へ漏れ出す漏光という現象がある。一般的に内視鏡
の画像伝送体として用いられるイメージファイバはライ
トガイドからの漏光や外部の光がイメージファイバ内に
侵入するのを防ぐために、その外周部に遮光層を有して
いる。この遮光層は厚ければ厚いほど効果は高いが、厚
くしすぎるとイメージファイバ断面における画像伝送部
の割合が低下し、伝送光量の低下を引き起こす。本発明
のマルチフィラメント型中空光ファイバにおいては、前
述したように島部が芯−鞘構造よりなる場合には海部は
透明である必要はなく、従って図２に示すごとく着色ポ
リマを用いて海部21を、光伝送部の島部22として透明ポ
リマを用いてライトガイド自身が遮光層を有することと
なり、漏光や外光がイメージファイバ内に侵入するのを
防ぐことができ、遮光層を別途設けなくても遮光特性を
備え、柔軟性に優れたライトガイドとして優れた特性を
発揮するマルチフィラメント光ファイバとすることがで
きる。

【００１１】本発明において光ファイバの漏光や外光を
遮断する目的で海成分形成ポリマに添加する着色材とし
てはカーボンブラック、酸化チタンあるいは有機顔料等
を挙げることができる。ただし、移行性のある着色材は
長期の間に島部に移行し、光伝送性島部の光透過性を低
下させるため使用するのは好ましくない。着色材の添加
量は島部より漏れた光を遮断する効果を高めるために、
他の特性を害しない範囲で多量に添加するのが好まし
い。通常は海成分形成用ポリマ 100重量部あたり0.1〜1
0重量部、好ましくは 0.2重量部〜５重量部添加するの
が好ましい。

【００１２】本発明において、島部が芯−鞘構造を有す
るプラスチック系マルチフィラメント型中空光ファイバ
を製造する際に有効的に用いる紡糸口金の断面図の一例
を図３に示す。同図中31は芯分配用口金であり、32は鞘
分配用口金、33は海分配用口金、34は各成分分配用口
金、35、36、37はそれぞれ芯成分供給口、鞘成分供給
口、海成分供給口であり、38はマルチフィラメント型中
空光ファイバ形成用集合口金である。31a は芯形成用ノ
ズル、32a は鞘形成用ノズル、33a は海形成用ノズルで
あり、その下端部はラッパ状開孔となっている点に特徴
を有している。（ａ）は集合ノズルであり、36b および
37b はそれぞれ口金内での鞘成分ポリマおよび海成分ポ
リマの流れを規制するスリットである。このような構造
を有する紡糸口金の35から芯材を流し、（１）にて所定
の島数に分配する。次に36から鞘材を流し、32にて芯部
の回りに鞘部を形成する。同様に37から着色したポリマ
の海材を流し、33にて鞘部の回りに海部を形成する。各
々、三層構造を有する光ファイバを形成した後、33a で
各光ファイバを近接させ、38の集合ノズル内で融着一体
化し、その下部の39の孔形成用ノズルにおいてプラスチ
ック系マルチ光ファイバの内部に中空部を形成した後、
310 の吐出口より吐出し、必要により311 の気体導入孔
より気体を導入しながら引取ることによって、本発明の
プラスチック製マルチフィラメント型中空光ファイバを
製造することができる。

【００１３】島成分が芯−鞘構造を有しない導光路のみ
からなる海−島構造の本発明のプラスチック製マルチフ
ィラメント型中空光ファイバを製造する場合には、図３
に示した紡糸口金の35より島成分形成ポリマを36、37よ
り海成分形成ポリマを流せばよい。

【００１４】本発明のマルチフィラメント型中空光ファ
イバは柔軟性に富んでおり、とくに海成分中を遮光剤に
て着色したものは、島成分からの漏光によるイメージフ
ァイバへの悪影響もなく、極めて優れたライトガイド特
性を備えたものとなっている。

【００１５】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。

【００１６】

【実施例１】図３に示したごとき構造の紡糸口金を用
い、ホール数を［表１］に示したホール数とし、島成分
を構成する芯成分として屈折率が1.492 のポリメチルメ
タクリレートを、鞘成分として屈折率が1.415 なるポリ
フッ化メタクリレートポリマを用い、海成分としてポリ
フッ化ビニリデンを用いて複合紡糸し、［表１］に示し
たごとき特性を備えた島部が芯−鞘構造を有するプラス
チック系マルチフィラメント型中空光ファイバを得た。

【表１】

【００１７】

【実施例２】図３に示したごとき構造の紡糸口金を用い
ホール数を［表２］に示したホール数とし、島成分を構
成する芯成分として屈折率が1.492 のポリメチルメタク
リレートを、鞘成分として屈折率が1.415 なるポリフッ
化メタクリレートポリマを用い、海成分として着色剤
（カーボンブラック）５重量％をあらかじめ混合したポ
リフッ化ビニリデンを用いて複合紡糸し、［表２］に示
したごとき特性を備えた島部が芯−鞘構造を有するプラ
スチック製マルチフィラメント型中空光ファイバを得
た。

【表２】

【００１８】

【実施例３】図３に示したごとき構造の紡糸口金を用
い、ホール数を［表３］に示したホール数とし、35より
島成分として屈折率が1.492 のポリメチルメタクリレー
トを、36、37より海成分として屈折率が1.402 のポリフ
ッ化ビニリデンを供給し、複合紡糸を行い島成分が一種
類のポリマよりなる［表３］に示したごとき特性を備え
たプラスチック系マルチフィラメント型中空光ファイバ
を得た。

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）は本発明のマルチフィラメント型中空光
ファイバの横断面図の一例であり、（ロ）は縦断面図の
一例である。

【図２】本発明のマルチフィラメント型中空光ファイバ
の他の一例の横断面図である。

【図３】本発明のマルチフィラメント型中空光ファイバ
を作るのに有用に用い得る紡糸装置の口金部の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ………………… イメージファイバ ２ ………………… ライトガイド ３ ………………… 被覆チューブ ４ ………………… 対物レンズ ５、25 …………… 中空部 21 ………………… 海部 22 ………………… 島部（ライトガイド部） 31 ………………… 芯分配用口金 32 ………………… 鞘分配用口金 33 ………………… 海分配用口金 34 ………………… 各成分分配用口金 35 ………………… 芯成分供給口 36 ………………… 鞘成分供給口 37 ………………… 海成分供給口 38 ………………… 集合口金 39 ………………… 孔形成用ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 勝彦 広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン 株式会社中央研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直径が10〜80μｍの範囲の光伝送性を有
   する島部を海部に多数本配設した構造を有する光伝送性
   繊維集合体においてその断面内に空孔を設けたことを特
   徴とするプラスチック系マルチフィラメント型中空光フ
   ァイバ。
2. 【請求項２】 島部が芯−鞘構造であり、かつ、海部が
   着色されたポリマにて構成されることを特徴とする請求
   項１記載のプラスチック系マルチフィラメント型光ファ
   イバ。