JP2002148493A - Plastic optical fiber cable - Google Patents

Plastic optical fiber cable

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JP2002148493A
JP2002148493A JP2000346421A JP2000346421A JP2002148493A JP 2002148493 A JP2002148493 A JP 2002148493A JP 2000346421 A JP2000346421 A JP 2000346421A JP 2000346421 A JP2000346421 A JP 2000346421A JP 2002148493 A JP2002148493 A JP 2002148493A
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JP
Japan
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optical fiber
plastic optical
bending
transmission loss
fiber cable
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JP2000346421A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Hattori
昌憲 服部
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plastic optical fiber cable having decreased transmission loss by bend and having excellent flexibility which makes wiring easy. SOLUTION: A single or a plurality of plastic optical fibers is coated with a coating layer consisting of a synthetic resin having 30 to 70% foaming rate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、家庭内および自動
車内などにおいて高度情報通信に利用されるプラスチッ
ク光ファイバケーブルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic optical fiber cable used for advanced information communication in homes and automobiles.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、構内配線システムにおいて100
Mbps程度の高速データ伝送の要求が高まっている。
このような高速データ通信に用いるケーブルについて
は、米国のEIA/TIA、ISO/IEC等の規格
で、複数の対を撚合わせて集合撚した非シールドのユニ
ットタイプケーブル(以下、UTPケーブルと称す)の
性能に関する標準規格が定められている。しかしなが
ら、このUTPケーブルはシールドを持たないため、1
00Mbps以上の伝送を行うと、放射電磁雑音が増大
する(この放射電磁雑音に関する問題をEMC問題とい
う)。
2. Description of the Related Art In recent years, there have been 100
Demand for high-speed data transmission of about Mbps is increasing.
Regarding the cable used for such high-speed data communication, an unshielded unit type cable (hereinafter, referred to as a UTP cable) in which a plurality of pairs are twisted together and twisted together according to standards such as EIA / TIA and ISO / IEC in the United States. Standards for performance are defined. However, since this UTP cable has no shield,
When transmission of 00 Mbps or more is performed, radiated electromagnetic noise increases (a problem related to the radiated electromagnetic noise is referred to as an EMC problem).

【0003】そこで、EMC問題を考慮する必要のない
伝送媒体として、石英光ファイバの利用が考えられる。
しかしながら、家庭内のような場所において石英光ファ
イバを利用するには、配線する際に許容曲げ半径に留意
して配線を行わないと、曲げによる伝送ロスの増大を招
くのみならず、石英光ファイバの破断を招く恐れがある
など、配線性の問題がある。また、石英光ファイバを利
用する伝送システムでは、リンク、コネクタなど周辺部
品が高価であり、また、コネクタ付けなどの作業は高度
のスキルを必要とするため、トータルコストは高くな
る。
Therefore, use of a quartz optical fiber is conceivable as a transmission medium that does not need to consider the EMC problem.
However, in order to use a quartz optical fiber in a place such as a home, if wiring is not performed while paying attention to an allowable bending radius, not only the transmission loss due to bending is increased, but also the quartz optical fiber is increased. There is a problem of wiring properties, for example, there is a possibility of causing breakage. Further, in a transmission system using a quartz optical fiber, peripheral parts such as a link and a connector are expensive, and operations such as attaching a connector require a high level of skill, so that the total cost increases.

【0004】これに対して、プラスチック光ファイバ
は、EMC問題がなく、広帯域化が可能である。また、
プラスチック光ファイバは、石英光ファイバに比べて柔
軟性に富み、加工性に優れており、ファイバ径が0.5
〜1.0mmと石英光ファイバと比較して非常に大きい
ため、発光素子や受光素子との光結合が容易であるとい
う利点を有している。このような理由から、プラスチッ
ク光ファイバを用いたケーブルを家庭内、自動車内の機
器間などの短距離接続に用いることが検討されている。
On the other hand, plastic optical fibers have no EMC problem and can have a wide band. Also,
Plastic optical fibers are more flexible and more processable than quartz optical fibers, and have a fiber diameter of 0.5.
Since the diameter is about 1.0 mm, which is much larger than that of a quartz optical fiber, there is an advantage that optical coupling with a light emitting element or a light receiving element is easy. For these reasons, it has been studied to use a cable using a plastic optical fiber for short-distance connection between devices in a home or an automobile.

【0005】プラスチック光ファイバケーブルで複数の
機器を接続し、家庭内等でネットワークを形成する場
合、機器の拡張、レイアウト変更などに対する柔軟な配
線性が求められる。これに対応するためには、多心のプ
ラスチック光ファイバケーブルを布設し、途中分岐する
方法ではなく、機器の台数に応じてケーブルを布設、拡
張することが適した配線方法と考えられている。現在、
おもに使用されているプラスチック光ファイバケーブル
は、外径が1mm程度のプラスチック光ファイバに被覆
層を施し、仕上がり外径が2.2mmの1芯タイプ、ま
たは2芯を平行に配置したタイプである。なお、この被
覆材としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、塩素化
ポリエチレン、ポリアミドなどが用いられている。
When a plurality of devices are connected by a plastic optical fiber cable to form a network in a home or the like, flexible wiring is required for expansion of devices, layout change, and the like. In order to cope with this, instead of laying a multi-core plastic optical fiber cable and branching on the way, it is considered that a suitable wiring method is to lay and extend the cable according to the number of devices. Current,
A plastic optical fiber cable mainly used is a single-core type in which a coating layer is applied to a plastic optical fiber having an outer diameter of about 1 mm and a finished outer diameter of 2.2 mm, or a type in which two cores are arranged in parallel. In addition, as the coating material, polyethylene, polyvinyl chloride, chlorinated polyethylene, polyamide, or the like is used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
プラスチック光ファイバケーブルは、十分な可撓性がな
く、曲げによる伝送損失の増加が大きく、また、配線の
作業性も低いという問題があった。本発明は、曲げによ
る伝送損失の増加が小さく、配線時に必要な可撓性を有
するプラスチック光ファイバケーブルを提供することを
目的とするものである。
However, the above-mentioned plastic optical fiber cable has problems that it is not sufficiently flexible, that transmission loss due to bending is greatly increased, and that wiring workability is low. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plastic optical fiber cable having a small increase in transmission loss due to bending and having flexibility required for wiring.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、1本または複数本のプラスチ
ック光ファイバが発泡率30%〜70%の合成樹脂から
なる被覆層で被覆されたことを特徴とするプラスチック
光ファイバケーブルである。なお、発泡率(%)は、発
泡前の密度をρ0 、発泡後の密度をρとして、 発泡率(%)=〔(ρ0 −ρ)/ρ〕×100 で定義されるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and one or more plastic optical fibers are covered with a coating layer made of a synthetic resin having a foaming rate of 30% to 70%. It is a plastic optical fiber cable characterized by being done. Incidentally, the foaming ratio (%) is, before foaming density [rho 0, as the density after foaming [rho, is defined by the foaming rate (%) = [(ρ 0 -ρ) / ρ] × 100 .

【0008】本発明は鋭意実験的に検討した結果得られ
たもので、プラスチック光ファイバの被覆層を発泡した
合成樹脂で構成することにより、プラスチック光ファイ
バケーブルの可撓性を向上させ、曲げによる伝送損失の
増加を小さくし、配線時に必要な可撓性を得ることがで
きる。
The present invention has been obtained as a result of intensive experimental studies. By forming the coating layer of a plastic optical fiber from a foamed synthetic resin, the flexibility of the plastic optical fiber cable is improved, and The increase in transmission loss can be reduced, and the necessary flexibility at the time of wiring can be obtained.

【0009】本発明では、上述のように、合成樹脂から
なる被覆層の発泡率を30%以上、70%以下の範囲に
した。なお、好ましくは、この発泡率は40%以上、6
0%以下であることが望ましい。その理由は、発泡率が
30%未満の場合、可撓性は充実の被覆層とほとんど変
わりなく、可撓性が改善されないためである。また、こ
のような低発泡率では、均一な気泡の分布を得ることが
難しいという製造技術上の問題もある。一方、発泡率が
70%を超えると、プラスチック光ケーブルの可撓性は
極めて良好になるが、コネクタ内などで金属のクランプ
を用いて固定する際に、十分な強度で固定することが困
難になるためである。
In the present invention, as described above, the foaming rate of the coating layer made of a synthetic resin is in the range of 30% or more and 70% or less. Preferably, the foaming ratio is 40% or more, and 6% or more.
Desirably, it is 0% or less. The reason is that when the foaming ratio is less than 30%, the flexibility is almost the same as that of a solid coating layer, and the flexibility is not improved. Further, with such a low foaming ratio, there is also a problem in manufacturing technology that it is difficult to obtain a uniform distribution of bubbles. On the other hand, if the foaming ratio exceeds 70%, the flexibility of the plastic optical cable becomes extremely good, but it becomes difficult to fix with sufficient strength when fixing with a metal clamp in a connector or the like. That's why.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。用いたプラスチック光ファイバは、コアが
PMMA(ポリメチルメタクリレート)からなり、クラ
ッドはPVDF(ポリフッ化ビニリデン)からなり、外
径は1.0mmである。このプラスチック光ファイバを
発泡低密度ポリエチレン(LDPE)からなる被覆層で
被覆し、被覆外径が2.2mmのプラスチック光ファイ
バーケーブルを作製した。上記被覆層の発泡率を40〜
60%の範囲で変えて、曲げによる伝送損失を測定した
ところ、十分に小さい値であった。また、曲げ剛性は十
分に小さく、また、クランプ方式によるコネクタからの
引き抜き強度は十分な大きさであった。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The plastic optical fiber used has a core made of PMMA (polymethyl methacrylate), a clad made of PVDF (polyvinylidene fluoride), and an outer diameter of 1.0 mm. This plastic optical fiber was covered with a coating layer made of foamed low-density polyethylene (LDPE) to produce a plastic optical fiber cable having a coating outer diameter of 2.2 mm. The foaming ratio of the coating layer is 40 to
When the transmission loss due to bending was measured in a range of 60%, the value was sufficiently small. Further, the bending rigidity was sufficiently small, and the pull-out strength from the connector by the clamp method was sufficiently large.

【0011】以下に、実施例を表1に基づいて説明す
る。実施例に用いたプラスチック光ファイバのNA(開
口数)は、表1に示すように、0.32である。これら
プラスチック光ファイバに発泡率を40〜60%の範囲
で変えた発泡低密度ポリエチレンからなる被覆層を被覆
して、実施例1〜3を作製した。
An embodiment will be described below with reference to Table 1. The NA (numerical aperture) of the plastic optical fiber used in the example is 0.32 as shown in Table 1. Examples 1 to 3 were prepared by coating these plastic optical fibers with a coating layer made of foamed low-density polyethylene having a foaming rate changed in the range of 40 to 60%.

【0012】上記実施例1〜3について、伝送損失を測
定したところ、直線状では0,15dB/mであった。
また、これらの実施例について曲率半径を変えて180
°曲げによる伝送損失を測定したところ、曲率半径が小
さくなるほど、また発泡率が小さくなるほど曲げによる
伝送損失は増加する傾向がみとめられた。実用上、曲げ
による伝送損失は、曲率半径15mmで0.3dB/m
以下であることが要求されている。上記実施例では、曲
率半径15mmにおいて発泡率がもっとも小さい40%
である実施例1においても、伝送損失は0.3dB/m
であり、実施例1〜3はいずれも実用上の条件を満足し
ている。
The transmission loss was measured for Examples 1 to 3 and found to be 0.15 dB / m in a straight line.
In these examples, the radius of curvature was changed to 180.
When the transmission loss due to bending was measured, it was found that the smaller the radius of curvature and the lower the foaming ratio, the higher the transmission loss due to bending. In practice, the transmission loss due to bending is 0.3 dB / m at a radius of curvature of 15 mm.
It is required that: In the above embodiment, the smallest foaming ratio is 40% at a radius of curvature of 15 mm.
In Example 1, the transmission loss is 0.3 dB / m.
Examples 1 to 3 all satisfy practical conditions.

【0013】また、上記実施例1〜3について曲げ剛性
を測定した。曲げ剛性EIは、U字状に曲げた曲げ径D
(mm)、その際の反発力W(N)として、 EI= 0.3483WD2 (N・mm2 ) と定義されるものである。曲げ剛性EIを曲げ径Dが3
0mmにおいて、発泡率を変えて測定した結果は、発泡
率が小さいほど曲げ剛性が大きくなり、実施例のなかで
実施例1(発泡率40%)は326N・mm2 のもっと
も大きい曲げ剛性を示した。実用上、配線性を考慮する
と、曲げ径が30mmにおいて曲げ剛性EIは500N
・mm2 以下であることが望ましい。上記測定結果か
ら、実施例1〜3はいずれも実用上の条件を満足してい
る。
The bending stiffness of the above Examples 1 to 3 was measured. The bending rigidity EI is a bending diameter D bent in a U-shape.
(Mm) and the repulsive force W (N) at that time is defined as EI = 0.483WD 2 (N · mm 2 ). When the bending diameter D is 3
At 0 mm, the results obtained by changing the foaming ratio show that the smaller the foaming ratio, the higher the bending rigidity. Among the examples, Example 1 (foaming ratio: 40%) shows the largest bending rigidity of 326 N · mm 2. Was. In practical use, considering the wiring properties, the bending rigidity EI is 500 N when the bending diameter is 30 mm.
-It is desirable that it is not more than mm 2 . From the above measurement results, all of Examples 1 to 3 satisfy practical conditions.

【0014】次に、クランプ方式によるPNコネクタか
らの引き抜き強度(引っ張りにより被覆層が破断し、プ
ラスチック光ファイバケーブルがクランプから抜けると
きの引っ張り強度)を測定した。測定結果は、発泡率が
大きいほど、引き抜き強度が小さくなり、発泡率が60
%において引き抜き強度はもっとも小さく、77Nであ
った。実用上、PNコネクタでの引き抜き強度は、70
N以上であることが望まれている。上記測定結果から、
実施例1〜3はいずれも実用上の条件を満足している。
Next, the pull-out strength from the PN connector by the clamp method (tensile strength at the time when the coating layer is broken by pulling and the plastic optical fiber cable comes off from the clamp) was measured. The measurement results show that as the foaming rate increases, the pull-out strength decreases, and the foaming rate increases by 60%.
%, The pull-out strength was the smallest, 77 N. In practice, the pull-out strength of the PN connector is 70
It is desired that it be N or more. From the above measurement results,
Examples 1 to 3 all satisfy practical conditions.

【0015】表1 注1)曲率半径を変えた場合の曲げによる伝送損失 2)曲げ径30mm 3)クランプ方式によるコネクタからの引き抜き強度Table 1 Note 1) Transmission loss due to bending when radius of curvature is changed 2) Bending diameter 30mm 3) Pull-out strength from connector by clamp method

【0016】次に、比較例1〜2として、発泡低密度ポ
リエチレンからなる被覆層の発泡率が20%、73%の
プラスチック光ファイバケーブルを作製した。上記比較
例について、曲げによる伝送損失、曲げ剛性、クランプ
方式によるコネクタからの引き抜き強度を測定した結果
を表2に示す。
Next, as Comparative Examples 1 and 2, plastic optical fiber cables were produced in which the covering layer made of foamed low-density polyethylene had a foaming ratio of 20% and 73%. Table 2 shows the results of measuring the transmission loss due to bending, the bending stiffness, and the pull-out strength from the connector by the clamping method for the comparative example.

【0017】表2 注1)曲率半径を変えた場合の曲げによる伝送損失 2)曲率半径15mm 3)クランプ方式によるコネクタからの引き抜き強度Table 2 Note 1) Transmission loss due to bending when radius of curvature is changed 2) Radius of curvature 15mm 3) Pull-out strength from connector by clamp method

【0018】表2に示すように、比較例1(発泡率20
%)は、曲率半径15mmの伝送損失が0.3dB/m
を超え、また、曲げ径が30mmにおける曲げ剛性が5
00N・mm2 を超えているため、実用には不適当であ
る。また、比較例2(発泡率73%)は、コネクタから
の引き抜き強度が70Nよりも小さく、実用には不適当
である。
As shown in Table 2, Comparative Example 1 (foaming rate 20
%) Indicates that the transmission loss at a radius of curvature of 15 mm is 0.3 dB / m.
And the bending rigidity at a bending diameter of 30 mm is 5
Since it exceeds 00 N · mm 2 , it is not suitable for practical use. In Comparative Example 2 (73% foaming ratio), the pull-out strength from the connector was less than 70N, which is not suitable for practical use.

【0019】以上の測定結果から、被覆層を構成する被
覆材の発泡率は曲げ伝送損失に大きく影響することがわ
かった。即ち、ケーブルの曲げの曲率半径を小さくする
と、伝送損失が増加するが、同じNAを持つプラスチッ
ク光ファイバにおいて、同じ被覆外径、同じ曲率半径で
ありながら、充実被覆の伝送損失の増加は、発泡被覆の
伝送損失の増加よりも大きくなる。また、発泡合成樹脂
からなる被覆層で被覆されたプラスチック光ファイバー
ケーブルは、従来の充実合成樹脂からなる被覆層で被覆
されたものより曲げ剛性が小さく、柔軟で扱いやすく、
配線性がよくなる。
From the above measurement results, it was found that the foaming rate of the coating material constituting the coating layer greatly affected the bending transmission loss. That is, when the radius of curvature of the cable bending is reduced, the transmission loss increases. However, in the plastic optical fiber having the same NA, the increase in the transmission loss of the solid coating while having the same outer diameter and the same radius of curvature is caused by foaming. It is greater than the increase in transmission loss of the coating. In addition, plastic optical fiber cables covered with a covering layer made of foamed synthetic resin have lower bending rigidity, are more flexible and easier to handle than those covered with a covering layer made of conventional solid synthetic resin,
Wiring is improved.

【0020】プラスチック光ファイバケーブルを布設す
る方法として、壁内にフレキシブルなパイプを埋設し、
このパイプ内にプラスチック光ファイバケーブルを送り
込む方法が知られている。この場合、プラスチック光フ
ァイバケーブルは圧縮空気でパイプ内に送り込まれる。
このため、プラスチック光ファイバケーブルは軽量で、
柔軟性があることが要求される。発泡合成樹脂からなる
被覆層で被覆されたプラスチック光ファイバーケーブル
は、充実被覆のプラスチック光ファイバケーブルと比較
して、軽量化されていることは言うまでもなく、柔軟性
も確保されることから、送り込み型の布設方法に好適で
ある。
As a method of laying a plastic optical fiber cable, a flexible pipe is embedded in a wall,
A method of feeding a plastic optical fiber cable into the pipe is known. In this case, the plastic optical fiber cable is fed into the pipe with compressed air.
For this reason, plastic optical fiber cables are lightweight,
Flexibility is required. Plastic optical fiber cables covered with a coating layer made of foamed synthetic resin are not only lighter in weight, but also flexible, as compared with solidly coated plastic optical fiber cables, so that they can be fed. It is suitable for a laying method.

【0021】上記実施例では、発泡被覆層は低密度ポリ
エチレンからなるが、発泡被覆層に用いられる合成樹脂
材料は、発泡押出被覆が可能な材料であれば、低密度ポ
リエチレンに限定されることはない。ただし、発泡の容
易性、被覆する際の樹脂の加工温度(高いと、プラスチ
ック光ファイバに熱的ダメージを与え、加工時の断線
や、熱収縮による寸法変化、伝送損失増加などを起こす
恐れがある)、汎用性、被覆後のプラスチック光ファイ
バに対する長期的信頼性を考慮すると、低密度あるいは
高密度ポリエチレン、エチレンープロピレン共重合体な
どのポリオレフィン系樹脂、あるいはエチレン酢酸ビニ
ル共重合体、エチレンコポリマーなどの単体やこれらの
混合材料が好ましい。また、発泡被覆層の形成には、化
学発泡剤を用いた化学発泡押出や、フロン、窒素、二酸
化炭素等に代表される不活性ガスを用いた物理発泡押出
のどちらを用いてもかまわない。
In the above embodiment, the foam coating layer is made of low-density polyethylene, but the synthetic resin material used for the foam coating layer is not limited to low-density polyethylene as long as it can be foam-extruded. Absent. However, the ease of foaming and the processing temperature of the resin at the time of coating (a high temperature may cause thermal damage to the plastic optical fiber, leading to disconnection during processing, dimensional change due to thermal shrinkage, increase in transmission loss, etc. Considering versatility and long-term reliability of coated plastic optical fiber, low-density or high-density polyethylene, polyolefin resin such as ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene copolymer, etc. Or a mixed material thereof is preferred. The foamed coating layer may be formed by either chemical foaming extrusion using a chemical foaming agent or physical foaming extrusion using an inert gas represented by CFC, nitrogen, carbon dioxide, or the like.

【0022】また、上記実施例では、被覆層を一様な発
泡被覆層で構成したが、異なる合成樹脂からなる複数の
発泡被覆層で構成してもよく、また、被覆層を充実層と
発泡層で構成してもよい。
Further, in the above embodiment, the covering layer is constituted by a uniform foam covering layer. However, the covering layer may be constituted by a plurality of foam covering layers made of different synthetic resins. It may be composed of layers.

【0023】さらに、上記実施例では、プラスチック光
ファイバは、コアがPMMAからなり、クラッドはPV
DFからなっているが、これらに限定されることはな
い。コア材としては、メチルメタクリレート系重合体、
フルオロアルキルメタクリレート系重合体、ポリカーボ
ネート、スチレン系重合体、ポリ−4−メチルペンテン
−1、シリコン系重合体などを用いることができる。ま
た、コア材としてMMA系重合体を用いた場合、クラッ
ド材としては、フッ化ビニリデン系重合体等のフッ素系
重合体、パーフルオロアルキルメタクリレート系重合
体、メタクリル酸エステル系重合体などを用いることが
できる。このようにプラスチック光ファイバは特殊なも
のである必要はなく、一般に市場に出回り、入手可能な
ものであればよく、ケーブルとしての用途からプラスチ
ック光ファイバのもつ諸特性を考慮し、選択すればよ
い。
Further, in the above embodiment, the plastic optical fiber has a core made of PMMA and a clad made of PVMA.
Although it is made of DF, it is not limited to these. As the core material, methyl methacrylate polymer,
Fluoroalkyl methacrylate-based polymers, polycarbonates, styrene-based polymers, poly-4-methylpentene-1, silicon-based polymers, and the like can be used. When an MMA polymer is used as the core material, a fluoropolymer such as a vinylidene fluoride polymer, a perfluoroalkyl methacrylate polymer, a methacrylate polymer, or the like may be used as the cladding material. Can be. As described above, the plastic optical fiber does not need to be special, and generally only needs to be available on the market and be available, and may be selected in consideration of various characteristics of the plastic optical fiber from the use as a cable. .

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、曲
げによる伝送損失が減少し、可撓性に優れるため、配線
が容易になるという優れた効果がある。
As described above, according to the present invention, transmission loss due to bending is reduced and flexibility is excellent, so that there is an excellent effect that wiring becomes easy.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1本または複数本のプラスチック光ファ
イバが発泡率30%〜70%の合成樹脂からなる被覆層
で被覆されたことを特徴とするプラスチック光ファイバ
ケーブル。
1. A plastic optical fiber cable, wherein one or more plastic optical fibers are covered with a coating layer made of a synthetic resin having a foaming ratio of 30% to 70%.
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