JP2002048923A - プラスチック光ファイバコード - Google Patents

プラスチック光ファイバコード

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JP2002048923A
JP2002048923A JP2000236114A JP2000236114A JP2002048923A JP 2002048923 A JP2002048923 A JP 2002048923A JP 2000236114 A JP2000236114 A JP 2000236114A JP 2000236114 A JP2000236114 A JP 2000236114A JP 2002048923 A JP2002048923 A JP 2002048923A
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JP
Japan
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optical fiber
fiber cord
plastic optical
coating layer
resistance
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JP2000236114A
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English (en)
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Hisaaki Kobayashi
久晃 小林
Hidekazu Kunieda
秀和 國枝
Masatoshi Yoshikawa
正利 吉川
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】開口数が0.60以上と高く、しかも透光性、
耐熱性、耐屈曲性、耐環境性などバランス良く優れたプ
ラスチック光ファイバコードを提供する。 【解決手段】コアがメチルメタクリレートを主成分とす
る(共)重合体、クラッドが弗化ビニリデン、テトラフ
ルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンを含有
する特定組成比で重合した共重合体、被覆層がポリプロ
ピレン系樹脂からなり、理論開口数0.60〜0.6
5、引張強力が120N以上であるプラスチック光ファ
イバコード。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐曲げ漏光性、引
張強力、耐熱性、耐薬品性、耐熱性、耐湿熱性、耐屈曲
性などバランス良く優れ、特に自動車内配線用に使用さ
れるプラスチック光ファイバコードに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】プラスチック光ファイバ(以下、POF
と略記する)は加工性、取り扱い性、製造コストなどの
面でガラス系光ファイバに比べて優れているので、短距
離の光信号伝送、ライトガイドなどに使用されている。
【0003】特に、最近自動車内情報通信用配線にポリ
アミドを被覆とする開口数が0.46〜0.52程度の
POFコードが提案されている。
【0004】なお、理論開口数は次式のようにコア、ク
ラッドの屈折率差にて表わされる。
【0005】開口数=((コアの屈折率)2 −(クラッ
ドの屈折率)21/2 しかしながら、上記POFコードは自動車内の狭いとこ
ろをはわせるため曲げ漏光が大きく、またポリアミド1
2は剛性が強く耐油性は良好であるが、耐薬品性に乏し
い、耐湿熱性に弱いなど欠点が指摘されている。
【0006】そのため、耐曲げ漏光性向上のためには、
特開平11−95044号公報には、開口数が0.58
以上(実質0.60)のPOFを用いる提案がなされて
いる。しかし、本提案のPOFはクラッド材の外周に保
護層を付けるのを必須としており、また被覆層がポリア
ミド12であるため耐曲げ漏光性は改善されてはいるも
のの、耐薬品性、耐湿熱性等の欠点は解消されていな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明のおもな目的
は、自動車内に配線するために耐曲げ漏光性、引張強
力、耐熱性、耐薬品性、耐熱性、耐湿熱性、耐屈曲性な
どバランス良く優れた特性を有するPOFコードを提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は主として次の構成を有する。
【0009】すなわち、本発明は、「コア、クラッド、
被覆層の3層構造からなる光ファイバコードであって、
コアがメチルメタクリレ−トを主成分とする(共)重合
体からなりかつ径が0.7〜1.5mmφであって、ク
ラッドが以下の共重合成分、 ヘキサフルオロプロピレン 10〜25重量% テトラフルオロエチレン 35〜70重量% 弗化ビニリデン 15〜45重量% を含有し、弗素組成重量率が69〜74%である共重合
体からなり、かつ厚みが2〜20μmであり、被覆層が
ポリプロピレンを主成分とする樹脂からなり、被覆層を
含めた外径が2.3〜3.0mmφ、理論開口数が0.
60〜0.65、引張強力が平均120N以上であるこ
とを特徴とするプラスチック光ファイバコード。」であ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明におけるPOFコードのコ
アをなすメチルメタクリレートを主成分とする(共)重
合体は、ポリメチルメタクリレート(以下、PMMAと
略記する)、またはメチルメタクリレートが70重量%
以上である共重合体であり、例えば(メタ)アクリル酸
エステル、(メタ)アクリル酸、(置換)スチレン、
(N−置換)マレイミドなどを共重合するか、あるいは
それらを高分子反応したグルタル酸無水物、グルタルイ
ミドなどの変性重合体などが挙げられる。なお、(メ
タ)アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレー
ト、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、t
−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレー
ト、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレー
ト、ボルニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレ
ートなどが、置換スチレンとしては、メチルスチレン、
α−メチルスチレンなどが、N−置換マレイミドとして
は、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシル
マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイ
ミド、N−o−メチルフェニルマレイミドなどが挙げら
れる。これら共重合成分は、複数で用いても良く、これ
ら以外の成分を少量使用してもよい。また、耐酸化防止
剤などの安定剤が透光性に悪影響しない量だけ含まれて
いても構わない。これらの重合体の中で、実質的にPM
MAであることが、生産性、透光性、耐環境性などの点
から最も好ましい。
【0011】本発明におけるPOFコードのクラッド材
は、 ヘキサフルオロプロピレン 10〜25重量% テトラフルオロエチレン 35〜70重量% 弗化ビニリデン 15〜45重量% を含有する共重合体であり、かつ弗素組成重量率が69
〜74%であることが必要である。
【0012】上記共重合成分がこの範囲外の組成では、
低屈折率化、低結晶化(低透光性)が達成できなかった
り、コアのメチルメタクリレ−ト主体の(共)重合体へ
の密着性が劣ったり、耐屈曲性などの機械特性が大幅に
低下したり、また粘着性があって巻き取れなっかった
り、耐熱性が不十分であったりなどの問題を有する。
【0013】なお、上記3つの共重合成分の他に、共重
合可能な成分を本発明の特性を損なわない程度で、好ま
しくは5重量%以内で共重合しても良いが、その場合に
おいても弗素組成重量率が69〜74%を満たす必要が
あるので、その他の共重合体分は弗素を高濃度で含有す
る成分であることが好ましい。
【0014】本発明におけるクラッド厚みは2〜20μ
mであることが必要である。特性上問題にならない程度
に細くするのが好ましく、3〜10μmであることが更
に好ましい。
【0015】本発明におけるPOFコードのクラッドを
構成する共重合体の好ましい物性としては、ショアD硬
度(ASTM D2240)は35〜55の範囲にあ
り、メルトフローインデックス(以下、MFRと略記す
る)(265℃/5kg)が5〜80g/10分の範囲
である。ショアD硬度が35以上であると柔らかすぎて
ドラムに巻き取れなくなることがない。また、MFRが
5以上であると溶融粘度が高すぎて成型が難しくなると
いうこともなく、80以下であると分子量が低くて機械
特性が劣るということもない。
【0016】なお、クラッドの外周にさらに保護層とし
て、弗化ビニリデン/テトラフルオロエチレン共重合
体、弗化ビニリデン/ヘキサフルオロアセトン共重合
体、弗化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合
体、弗化ビニリデンホモポリマーなどの弗化ビニリデン
系(共)重合体、あるいはコアと同様なメチルメタクリ
レ−ト主体の(共)重合体、あるいは両(共)重合体の
混合物、ナイロン12などの重合体を被せた構造として
も構わない。この保護層は例えばカーボンブラックなど
の顔料を入れて着色することも可能である。
【0017】なお、この保護層の厚みは3〜50μmが
好ましいが、保護層までがファイバ芯線となるので、特
性上問題ない程度に細くするのが好ましく、3〜10μ
mがさらに好ましい。
【0018】本発明のPOFコードは、POFの外周に
ポリプロピレンを主成分とする樹脂からなる被覆層が必
要である。ポリプロピレンを主成分とする樹脂は、耐水
性、耐薬品性、耐摩耗性、耐熱性、耐衝撃性などに優
れ、自動車内配線用として優れた被覆材である。本発明
においてポリプロピレンを主成分とする樹脂とは、ポリ
プロピレンあるいはポリエチレンなどとの架橋を含めた
共重合体,あるいはそれらの混合物などをさし、難燃剤
の他、耐酸化防止剤、耐老化剤、UV安定剤などの安定
剤、あるいは着色のための顔料などを含んでも良い。本
発明におけるPOFコードで使用するポリプロピレンを
主成分とする樹脂は、メルトフローレート(MFR)
(JIS−K7210)が5〜100g/10分の一般
市販品を利用できるが、成型加工時の透光性悪化抑制の
ためには、比較的低粘度の25〜80g/10分のもの
が好ましく使用できる。
【0019】また、本発明におけるPOFコードで使用
するポリプロピレンを主成分とする樹脂の好ましい物性
としては、引張降伏強度20〜35MPa(ASTM
D638)、曲げ弾性率1.1〜1.7GPa(AST
M D790)、ロックウエル硬度(R)80〜110
(JIS−K7202)であることが好ましいがこの範
囲に限定されるものではない。また、荷重たわみ温度は
105〜130℃(JIS−K7207、0.45MP
a)が好ましい。
【0020】これらの物性を上記範囲内とすることによ
り、特に機械特性に優れたものとすることができ、ま
た、堅すぎて柔軟性に劣ったりすることを避けることが
できる。
【0021】本発明におけるPOFコードにおいて被覆
層を含めた外径(被覆径)は2.3〜3.0mmφであ
ることが必要である。これにより本発明に必要な引張強
力が平均120N以上と高強力なPOFコードとでき
る。なお、引張強力とは、引張速度100mm/分での
降伏点強力をさす。引張強力が100N未満では、ハ−
ネスとして組立時などに問題となるので、ばらつきなど
も考慮し平均値として120N以上(n=10、最低値
110N以上)が必要である。さらに好ましい引張降伏
点強力は、平均値で140N以上(n=10、最低値1
30N以上)であり、その引張強力と被覆径、その他物
性(特に太径ほど成型加工時の熱により透光性が悪化し
やすい)のバランスから、被覆径は2.4〜2.6mm
φであることがさらに好ましい。
【0022】本発明のPOFコードにおいては被覆層の
外周に、さらに第2被覆層を被せても良い。第2被覆層
としては柔軟成分が好ましく、各種エラストマー、例え
ばポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラスト
マー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系
エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリ塩化
ビニル、アクリレート系または酢酸ビニルとのエチレン
共重合体などが挙げられ、難燃剤の他、耐酸化防止剤、
耐老化剤、UV安定剤などの安定剤、あるいは着色のた
めの顔料などを含んでも良い。
【0023】本発明におけるPOFコードは、理論開口
数が0.60〜0.65であることが必要である。これ
より小さいと曲げ損失が大きくなる。曲げ損失として
は、狭い自動車内配線における曲げ半径を考慮すると、
曲げ半径10mmφ、360度曲げ時で0.5dB(6
60nmLED使用)以下であることが好ましい。
【0024】本発明のPOFコードにおいて、被覆層の
ストリップ力は10〜30N(引張速度50mm/分)
であることが好ましい。30N以下であれば末端の被覆
層を除去する場合にストリップしにくくてファイバを痛
める懸念がなく、10N以上であると、ファイバとの密
着性が低くてピストニングなどの問題を起こすこともな
い。
【0025】本発明のPOFコードは一般的な製造法と
同様にして製造することができる。例えば、コア材とク
ラッド材とを加熱溶融状態下で、同心円状複合用の複合
口金から吐出してコア/クラッドの2層芯鞘構造を形成
させる複合紡糸法が好ましく用いられる。続いて、機械
特性を向上させる目的で1.2〜3倍程度の延伸処理が
一般的に行なわれPOFとなる。このPOFの外径は通
常0.1〜3mm程度であるが、自動車内で配線するた
めの強力、取扱性などの面からコア径0.7〜1.5m
mφが必要である。また、保護層に設ける場合にも公知
の方法によって製造することができるが、3層同時の複
合紡糸法が好ましく用いられる。
【0026】この様にして得られたPOFに、その後被
覆層を形成するが、被覆層はクロスヘッドダイを使用し
た溶融押し出し成形法等の公知の方法によって形成する
ことができる。
【0027】
【実施例】以下、本発明を実施例により、更に詳細に説
明する。なお、作製したPOFコードの評価は以下の方
法で行った。
【0028】透光性:ハロゲン平行光(波長650nm)
を使用して30/2mカットバック法により測定した。 フッ素含有率:元素分析にて求めた。 屈折率:測定装置としてアッベ屈折率計を使用して、室
温25℃雰囲気にて測定した。 引張強力:一般市販のテンシロン測定機にて、引張速度
100mm/分、n=10の降伏点強力の平均値を示し
た。 曲げ損失:660nmLEDを使用し、金属製半径10
mmの棒に360度巻き付けた時の光量を測定してその
前後での減少量を指標とした(n=3の平均値)。 耐熱性:高温オーブン(タバイエスペック社製PHH−
200)内に試長28mのファイバ(両末端各1mはオ
ーブン外)を85℃、500時間投入し、660nmL
ED使用による試験前後の光量を測定してその変化量を
指標とした(n=3の平均値。マイナスは光量ダウンを
示す)。 耐薬品性:同様に温度85℃、試験時間500時間で、
硫酸、ポリグリコールエーテルにて全長3m(薬品中に
1m浸漬)にて評価した。
【0029】[実施例1]クラッド材として表1の共重
合比の弗化ビニリデン(2F)/テトラフルオロエチレ
ン(4F)/ヘキサフルオロプロピレン(6F)共重合
体(屈折率1.358、フッ素含有率70.4%、ショ
アD硬度45、MFR45g/10分)を複合紡糸機に
供給した。さらに、連続塊状重合によって製造したPM
MA((屈折率1.492)をコア材として複合紡糸機
に供給して、235℃にてコア、クラッドを芯鞘複合溶
融紡糸し、ファイバ径1000μm(コア径980μ
m、クラッド厚10.0μm)のベアファイバを得た。
さらに、融点165℃、MFR66g/10分、引張降
伏点強度23MPa、曲げ弾性率1.2GPa、ロック
ウエル硬度(R)88、荷重たわみ温度115℃のポリ
プロピレン系樹脂を190℃にて電線被覆方式にて被覆
して外径2.5mmのコードとした。
【0030】こうして得られたPOFコードを前記の評
価方法により評価し、その結果を表1に示した。表1か
らわかるように、透光性、引張強力、曲げ損失、耐薬品
性が良好であり、自動車内配線用POFコードとして好
適なものであった。
【0031】[実施例2〜4および比較例1〜5]クラ
ッド材を表1のとおりに変更した以外は実施例1と同様
にしてPOFコードを得た。これらのPOFコードを使
用して実施例1と同じ評価を行い、その結果を表1に示
した。
【0032】本発明の実施例2〜4は透光性、引張強
力、曲げ損失、耐薬品性がいずれも優れていた。
【0033】すなわち、被覆径が小さい比較例1、ポリ
アミド12を被覆した比較例2および比較例3、ポリエ
チレンを被覆した比較例4、開口数NAが範囲外の比較
例2および比較例5に比べて、実施例2〜4は引張強
力、曲げ損失、耐薬品性などバランス良く優れる。
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】本発明は、特定な三元フッ素モノマーを
含有する共重合をクラッド、特定径のポリプロピレン系
樹脂を被覆材に使用することにより、曲げ特性、引張強
力、耐薬品性、耐湿熱性、耐屈曲性などバランス良く優
れ、特に自動車内配線用に使用されるプラスチック光フ
ァイバコードを提供できる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年8月9日(2001.8.9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】本発明におけるPOFコードのクラッドを
構成する共重合体の好ましい物性としては、ショアD硬
度(ASTM D2240)は35〜55の範囲にあ
り、メルトフローインデックス(以下、MFRと略記す
る)(265℃/5kg)が5〜80g/10分の範囲
である。ショアD硬度が35未満であると柔らかすぎて
ドラムに巻き取れない懸念がある。また、MFRが5未
満であると溶融粘度が高すぎて成型が難しく、80を越
えると分子量が低くて機械特性が劣る
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H050 AB43X AB45X AB48Y AB50X AC03 AC71 AC76 BB03S BB08Q BB09R BB09S BB13S BB14S BD03 4J100 AC24R AC26Q AC27P CA05 DA00 DA61 JA35

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コア、クラッド、被覆層の3層構造からな
    る光ファイバコードであって、コアがメチルメタクリレ
    −トを主成分とする(共)重合体からなりかつ径が0.
    7〜1.5mmφであって、クラッドが以下の共重合成
    分、 ヘキサフルオロプロピレン 10〜25重量% テトラフルオロエチレン 35〜70重量% 弗化ビニリデン 15〜45重量% を含有し、弗素組成重量率が69〜74%である共重合
    体からなり、かつ厚みが2〜20μmであり、被覆層が
    ポリプロピレンを主成分とする樹脂からなり、被覆層を
    含めた外径が2.3〜3.0mmφ、理論開口数が0.
    60〜0.65、引張強力が平均120N以上であるこ
    とを特徴とするプラスチック光ファイバコード。
  2. 【請求項2】被覆層を含めた外径が2.4〜2.6mm
    φであり、引張強力が平均140N以上であることを特
    徴とする請求項1に記載のプラスチック光ファイバコー
    ド。
  3. 【請求項3】半径10mmφ、360度曲げ時の曲げ損
    失が0.5dB(660nmLED使用)以下であるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載のプラスチック
    光ファイバコード。
  4. 【請求項4】ポリプロピレンを主成分とする樹脂が、メ
    ルトフローレートが25〜80g/10分、引張降伏強
    度が20〜35MPa、曲げ弾性率が1.1〜1.7G
    Pa、ロックウエル硬度(R)が80〜110、荷重た
    わみ温度が105〜130℃であることを特徴とする請
    求項1〜3いずれかに記載のプラスチック光ファイバコ
    ード。
  5. 【請求項5】自動車内配線用に使用されることを特徴と
    する請求項1〜4いずれかに記載のプラスチック光ファ
    イバコード。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1558957B1 (en) * 2002-11-06 2010-04-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber ribbon and optical fiber cable using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1558957B1 (en) * 2002-11-06 2010-04-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber ribbon and optical fiber cable using the same

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