JP2006064768A - プラスチック光ファイバコード - Google Patents

Abstract

【課題】 取り扱いに優れる２心プラスチック光ファイバコードを得る。
【解決手段】 プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）１４,１５を、被覆して得るプラスチック光ファイバコード１７が、所望の曲げ剛性を有する第1保護層６４及び第2保護層６５を有し、さらに第1保護層６４はＰＯＦ１４，１５との適度な密着性を有する。さらに、プラスチック光ファイバコード１７が保護層６４，６５によって連結した２心プラスチック光ファイバコード１７においては、被覆による連結部は引裂強度が所望の値に調整されている。これらの保護層６４，６５を設けることにより、通線、コネクタ取り付け加工等の取り扱い性を良好にし、プラスチック光ファイバコード１７の敷設配線を容易にすることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プラスチック光ファイバコードに関し、より詳しくは単心または２心のプラスチック光ファイバコードに関するものである。

コア及びクラッドが共にプラスチックのプラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦ又は素線とも称する）は、素材が全てプラスチックで構成されているため、伝送損失が石英系光ファイバと比較してやや大きいという短所を有するものの、良好な可撓性を有し、軽量で加工性が良いという長所を有する。また、石英系光ファイバと比較して、口径の大きい光ファイバとして製造し易く、さらに低コストで製造可能であるという長所をも有する。そこで、例えば、光通信の送受を行う電子装置間において、その伝送損失が問題にされない近距離の光伝送路として、石英系光ファイバに比べて使いやすく低価格なため多用されており、特に、ＬＡＮ，ＩＳＤＮ等の次世代通信網構想において重要となっている（例えば、特許文献１参照。）。

ＰＯＦは、一般的には、重合体をマトリックスとする有機化合物からなる芯（以下、コア部またはコアと称する）と、コア部と屈折率が異なる（一般的には低屈折率の）有機化合物からなる外殻（鞘とも称される。以下、クラッド部またはクラッドと称する）とから構成される。コア部に入射した入射光は、コア部とクラッド部との界面で全反射を繰り返しながら伝送される。このようなＰＯＦは、ステップインデックス（ＳＩ）型と称されている。

近年、中心から外側（半径方向）に向かって屈折率の大きさに分布を有するコア部を備えた屈折率分布型（グレーデッドインデックス型，以下、ＧＩ型と称する）ＰＯＦは、伝送する光信号の帯域を大きくすることが可能なため、高い伝送容量を有する光ファイバとして注目されている（例えば、特許文献２ないし５参照。）。

ＧＩ型ＰＯＦは、ＧＩ型のプラスチック光ファイバ母材（以下、プリフォームと称する）を製造した後に、加熱溶融して線引き（延伸）してファイバ化する。これにより外径の異なる様々なＰＯＦを作製することが可能である。このように線引きされたＰＯＦは、引張応力が高いときは伝送損失の悪化や破断のおそれがある。また、もつれ易く扱い難くなり、ハンドリング性が悪化する場合がある。そこで、ＰＯＦに熱可塑性樹脂などのポリマーを被覆して保護層を形成し、プラスチック光ファイバコード（以下、光ファイバコードとも称する）とすることで、これら問題を解消している。例えば、融点が１２０℃〜１７０℃のポリエチレンから保護層を形成する方法がある（例えば、特許文献６参照。）。なお、以下の説明において、ＰＯＦに被覆されている樹脂を保護層と称する。

特開昭６１−１３０９０４号公報 特許３３３２９２２号公報 国際公開第９３／０８４８８号パンフレット 国際公開第９４／０４９４９号パンフレット 特開平８−５８４８号公報 特開昭５９−９６０３号公報

ところで、ＧＩ型ＰＯＦの場合、ＰＯＦに保護層を密着して被覆するタイト構造の場合には、被覆時の熱でＧＩ型構造が崩れる問題が生じている。このため、ＰＯＦに保護層を密着させずに被覆するルーズ構造の保護層を形成することが行われている。しかしながら、ルーズ構造の保護層は（ａ）引抜強度が小さい、（ｂ）曲げ剛性が小さい、（ｃ）引裂強度が小さい、などの問題が生じている。

ＰＯＦの汎用コネクタは、保護層の引抜強度で、コネクタを保持する機構を備えている。しかしながら、保護層をルーズ構造として形成すると保護層とＰＯＦとの間に密着性がないためコネクタを保持できず、素線が固定されていないので端面においては被覆から素線が飛び出す現象が起こってしまう。また、保護層自体も薄いものが用いられるので、引抜強度が発現できない。このためルーズ型保護層が形成されているＰＯＦには、汎用コネクタが使用できないという問題が生じている。

また、光ファイバコードは配管内に通線することが行われている。この通線作業時において、光ファイバコードを引張ったり、押し込んだりすることで通線作業が行われる。そのため、光ファイバコードの曲げ剛性を大きくしないと、押込み時に光ファイバコードが座屈する問題が生じる。なお、曲げ剛性が過大であると、光ファイバコードの曲がり部分では側圧による摩擦抵抗が大きくなる問題も生じる。

さらに、コネクタ取り付け時の光ファイバコード引き裂き作業において、光ファイバコードの引き裂きやすさを考慮すると引き裂き強度は小さくする必要がある。しかしながら、引裂強度が小さすぎると、光ファイバコードの取り扱い中に光ファイバコードが容易に切断される問題が生じる。

本発明の目的は、取り扱いが容易で光通信システムに容易に組み込むことができる光ファイバコードを提供することである。

本発明のプラスチック光ファイバコードは、プラスチック光ファイバ素線を、被覆して得るプラスチック光ファイバコードにおいて、２００ｍｍ長のコード片側を固定したときの自重による水平位置からの最大変位が、２ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。より好ましくは２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。前記被覆が２層以上の保護層からなり、前記プラスチック光ファイバコードから前記プラスチック光ファイバ素線を引き抜くときの引抜強度が３Ｎ以上１０Ｎ以下であることが好ましい。

本発明のプラスチック光ファイバコードは、プラスチック光ファイバ素線を、被覆して得るプラスチック光ファイバコードにおいて、前記被覆が２層以上の保護層からなり、前記プラスチック光ファイバコードから前記プラスチック光ファイバ素線を引き抜くときの引抜強度が３Ｎ以上１０Ｎ以下である。複数の前記プラスチック光ファイバコードが、前記被覆で連結された２本の前記プラスチック光ファイバ素線を含む２心プラスチック光ファイバコードであることが好ましい。前記２心プラスチック光ファイバコードの被覆の連結部を引き裂くときの引裂強度が２．５Ｎ以上５．０Ｎ以下であることが好ましい。

本発明のプラスチック光ファイバコードは、２本のプラスチック光ファイバ素線を、被覆して得る２心のプラスチック光ファイバコードにおいて、前記２心のプラスチック光ファイバコードを引き裂くときの引裂強度が２．５Ｎ以上５．０Ｎ以下である。また、いずれの場合においても被覆層の被覆厚みが、前記プラスチック光ファイバ素線外径の０．１２倍以上であることが好ましい。前記プラスチック光ファイバ素線のコア部が、中心から外周に向けて屈折率が変化した屈折率分布型であることが好ましい。

本発明のプラスチック光ファイバコードによれば、プラスチック光ファイバ素線を、被覆して得るプラスチック光ファイバコードにおいて、２００ｍｍ長のコード片側を固定したときの自重による水平位置からの最大変位が、２ｍｍ以上４０ｍｍ以下であるから、曲げ剛性が好適なものとなり、前記プラスチック光ファイバコードを通線する際に、コード押込み時の座屈を防止すると共に前記コードの曲がり部分における側圧に起因する摩擦抵抗の低減を図ることができる。

本発明のプラスチック光ファイバコードによれば、プラスチック光ファイバ素線を、被覆して得るプラスチック光ファイバコードにおいて、前記被覆が２層以上の保護層からなり、
（１）前記プラスチック光ファイバコードから前記プラスチック光ファイバ素線を引き抜くときの引抜強度が３Ｎ以上１０Ｎ以下。
（２）前記プラスチック光ファイバコードを引き裂くときの引裂強度が２．５Ｎ以上５．０Ｎ以下。
のいずれかを満たすことにより（１）コネクタを保持する引抜強度が所望のものとなり汎用コネクタを用いることができる。（２）前記プラスチック光ファイバコードに所望の引裂強度が付与され、コネクタ取り付け性が向上すると共に前記コードには所望の強度が付与されているため光通信システムに好ましく用いることができる。

本発明に係るプラスチック光ファイバコードの製造方法について、ＧＩ型光ファイバ心線の製造方法を例に示し説明する。しかしながら、本発明は、例えばステップインデックス（ＳＩ）型マルチモードプラスチック光ファイバ心線，シングルモード（ＳＭ）型プラスチック光ファイバ心線など他の形態のプラスチック光ファイバ心線の製造方法に適用することが可能である。説明は、コア及びクラッド作製用原料，保護層形成用材料，プリフォーム作製方法，ＰＯＦ作製方法そして本発明に係るプラスチック光ファイバコードの製造方法の順で行う。

コア部の原料は、光伝送の機能を損なわない限りにおいて、特に限定されるものではない。特に好ましく用いられる原料モノマーとしては、メチルメタクリレート（メタクリル酸メチル、ＭＭＡとも称される）、重水素化メチルメタクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル−２−フルオロアクリレートなどが挙げられる。これら各モノマーからポリマーを重合してコア部として用いる。また、これらモノマーを２種類以上用いて、共重合体（コポリマー）からコア部を形成しても良い。用いられるポリマーとしては、メチルメタクリレートの単独重合体（ポリメチルメタクリレート：ＰＭＭＡ）が挙げられる。さらに、単官能の（メタ）アクリレート類、フッ素化アルキル（メタ）アクリレート類、多官能（メタ）アクリレート類、アクリル酸、メタクリル酸の単量体とメチルメタクリレート（ＭＭＡ）との透明な共重合体などが挙げられる。本発明においては、塊状重合が容易であるＭＭＡを重合して得られるＰＭＭＡにてコア部を形成することが好ましい。

特定の波長領域において、Ｃ−Ｈ結合に起因する光の伝送損失を低減する目的で、前記モノマー特にＭＭＡが有する水素原子を重水素原子（Ｄ）またはハロゲン原子で置換したモノマーを用いて重合されたポリマーを用いることもできる。ハロゲン原子には、フッ素原子（Ｆ）が好ましく用いられる。このようなポリマーとしては、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ８）などが挙げられる。これにより、伝送損失の生じる波長域を長波長化することができ、光伝送の損失を軽減できる。

前記モノマーからポリマーを重合する際には、重合開始剤が用いられる。重合開始剤は、用いられるモノマー、重合されるポリマーに応じて適宜選択される。例えば、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ），ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ），ジ−ｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ），ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ），ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、２種類以上の重合開始剤を併用しても良い。

ポリマーの分子量や分子量分布を制御する目的で、連鎖移動剤（重合調整剤とも称される）を用いることができる。連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンなど）、チオフェノール類（例えば、チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオールなど）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンなどのアルキルメルカプタンを用いることが好ましい。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではない。また、２種類以上の連鎖移動剤を併用しても良い。

コア部の屈折率を高めるために屈折率調整剤（以下、ドーパントと称する）を添加することもできる。ドーパントは、これを含有するポリマーが無添加のポリマーと比較して屈折率が高くなる性質を有するものである。この性質を有しポリマーと安定して共存可能で、且つ重合条件（加熱および加圧など）下において安定であるものを用いる。例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ビフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（tricresyl phosphate：ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、特にＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯを用いることが好ましい。

コア部を伝送する光は、クラッド部とコア部との界面で全反射する。そこで、クラッド部には、その屈折率がコア部の屈折率より低い化合物を用いる。さらに、コア部との密着性が良く、タフネスに優れ耐熱性にも優れているものが好ましく用いられる。例えば、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、重水素化メチルメタクリレート，トリフルオロエチルメタクリレート，ヘキサフルオロイソプロピル−２−フルオロアクリレートなどから重合されるアクリル樹脂が挙げられる。また、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共重合体なども挙げられる。

前記モノマーからクラッド部のポリマーを重合する際にも、コア部の形成に用いられる前記重合開始剤，連鎖移動剤を用いることもできる。

また、クラッドにはフッ素樹脂を用いることもできる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：融点１６０℃〜１８０℃）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ：融点２０６℃）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：融点３３０℃）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ：融点２５０℃〜２８０℃）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ：融点３００℃〜３１０℃）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ：融点２６０℃〜２７０℃）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ：融点２１０℃）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＥ：融点２９０℃〜３００℃）などが挙げられる。

さらに、フッ化ビニリデン系共重合体を用いることもできる。例えば、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（フッ化ビニリデンを５０重量％以上含むものが好ましく、より好ましくは７０重量％以上９０重量％以下含有するものである）、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体及びフッ化ビニリデンの３元以上の共重合体などが挙げられる。

クラッド部には、光伝送性能を低下させない範囲で、添加剤を添加しても良い。添加剤は、原料モノマーに添加した後に、モノマーからポリマーを重合させることで容易にポリマー中に含有させることができる。添加剤としては、耐候性や耐久性を向上させる安定剤、光伝送性能を向上させる光信号増幅用の誘導放出機能化合物などが挙げられる。誘導放出機能化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することが可能となる。これにより伝送距離が向上するので、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として使用することもできる。なお、これら添加剤は、コア部の形成時にモノマーに添加させることで、コア部に含有させることもできる。

保護層を溶融樹脂の押し出し被覆などで形成する場合、その樹脂は、耐薬品性，柔軟性が良好なことよりポリオレフィン系樹脂が好適に用いられるが、それに限定されるものではない。ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン又はα−オレフィンなどの重合体が挙げられる。α−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ペプテン、１−オクテンなどが挙げられる。これらの重合体としては、例えば、ポリエチレン、エチレンとプロピレンの共重合体、エチレンとα−オレフィンの共重合体、ポリプロピレン、プロピレンとα−オレフィンの共重合体、ポリブテン、ポリイソプレンなどが挙げられる。またポリオレフィン系樹脂は、得られる物性を考慮した上で、適当な組合せにてブレンドされているものを用いても良い。

ポリオレフィン系樹脂の分子量及び分子量分布は特に制限されない。しかしながら、重量平均分子量は、通常５０００〜５００００００、好ましくは２００００〜３０００００であり、分子量分布（重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎ）が２〜８０、好ましくは３〜４０とされる。

保護層形成用樹脂は、プラスチック光ファイバに熱ダメージを加えないという観点で、融点は１２０℃未満が好ましく、加工性の観点からＭＦＲ(Melt Flow Rate)が１０以上９５以下の範囲であることが好ましく、１５以上８０以下の範囲であることがより好ましい。なお、ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０−１９７６（熱可塑性プラスチックの流れ試験方法）に従い測定される値を用いる。融点が１２０℃以上であるとＰＯＦ特にコア部に加えられる熱量が大きくなり、コア部の光学特性や形状の変化が生じやすくなるために好ましくない。この不良は、軟化点が９０℃〜１０５℃のＰＭＭＡを主成分としたコア部の場合に顕著に現れる。また、ＭＦＲが１０未満のときは、樹脂温度を上げなければ押出機の負荷が大きくなるといった問題が生じる場合がある。また、ＭＦＲ９５を超えるとＰＯＦに均一の厚みで樹脂を被覆することができないため、コア断面の熱量が不均一になりやすいという問題が生じる場合がある。ゆえに融点１２０℃未満であり、ＭＦＲが１０以上９５以下が好ましく、融点１２０℃未満であり、ＭＦＲが１５以上８０以下がさらに好ましい。

ＳＩ型ＰＯＦは、コア部にＰＭＭＡを用いた場合には、クラッド部にフッ素樹脂を用いることが好ましい。これは、コア部のＰＭＭＡとクラッド部のフッ素樹脂との屈折率の差が、光ファイバとして好ましい範囲であり、またフッ素樹脂の強度が高いためである。ＳＩ型ＰＯＦの製造方法は、溶融紡糸法により連続的に得ることができ、高い生産性となるので好ましい。溶融紡糸法では、複合紡糸ノズルからコア部となる重合体、例えばＰＭＭＡとクラッド部となるフッ素樹脂とをそれぞれのホールごとに吐出する。その後にノズルでＰＭＭＡの周りにフッ素樹脂を被覆し複合化することでプリフォームを得る。その後多数の引取ローラを用いて搬送しながら線引きを行いＰＯＦを得ることができる。

ＧＩ型ＰＯＦの製造方法を図１を用いて説明する。プリフォーム製造工程１１でプリフォーム１２を製造する。始めにＰＭＭＡからなる中空円筒管を用意する。なお、この中空円筒管はクラッド部となる。中空円筒管は、公知の回転重合法により製造しても良いし、市販のパイプを用いても良い。また、中空円筒管は、重合容器として用いるため底付けを行うことが好ましい。そして、その中空円筒管内にＭＭＡとドーパント（屈折率調整剤、例えば、ベンジルメタクリレート）を入れ、特許第３３３２９２２号公報のような界面ゲル重合を行う。中空円筒管内にポリマー（ＰＭＭＡ）を主成分とし、屈折率調整剤の濃度に従って屈折率に分布を有するコア部が形成されプリフォーム１２を得ることができる。なお、これらのプラスチック光ファイバの製造方法は以上に述べた方法に限定されない。

延伸工程１３を行うために、図２に示すようにプリフォーム１２を加熱炉２０内に配置する。加熱炉２０で加熱するとプリフォーム１２の一部は溶融する。なお、溶融温度は特に限定されるものではないが、１６０℃〜２７０℃の範囲であることが好ましい。溶融した箇所の先端部１２ａを始点として線引き（延伸）を行いＰＯＦ１４を得る。そして、線径モニタ２１を通した後に巻取装置（図示しない）の芯材２２に巻き取りプラスチック光ファイバロール（以下、ＰＯＦロールと称する）２３を得る。線引きしている際には、線径モニタ２１でＰＯＦ１４の外径をモニタリングし加熱炉２０内のプリフォーム１２の位置や加熱炉２０の温度、巻取装置の巻取速度などを適宜調整する。同じ条件でＰＯＦ１５も製造してロールとして巻き取る。

ＰＯＦロール２３を図３に示す被覆ライン３０の送出機３１に取り付ける。なお、ＰＯＦ１５のロールも図示しない送出機に取り付ける。送出機２１を用いてＰＯＦ１４を被覆ライン３０に送り出す。ＰＯＦ１４は、テンション制御機３２でテンションが調整されつつ被覆装置３３に搬送される。なお、被覆時の張力（テンション）は、ＰＯＦ１４に変形を与えないため小さいほど好ましい。７００Ｎ／ｃｍ²以下であることが好ましいが、それに限定されるものではない。また、ＰＯＦ１５も所望のテンションが付与されつつ被覆装置３３に搬送される。被覆装置３３は、金型３４を備え樹脂供給装置３５が取り付けられている。樹脂供給装置３５から供給される樹脂は、被覆装置３３の押出機（図示しない）により金型３４からＰＯＦ１４を被覆するようにして押し出される。これによりＰＯＦ１４には、第１保護層が形成される。以下の説明において、これを第１保護層形成光ファイバコード１６ａと称する。第１保護層形成光ファイバコード１６ａは、樹脂を硬化させるために水槽３７に搬送される。なお、水槽３７に搬送される前にサイジングダイス３８を通すことにより第１保護層の厚みを均一にできるために好ましい。

第１保護層を形成する際の樹脂の温度が１３０℃を超えるときは、被覆された樹脂の熱伝導によりＰＯＦ１４の温度が上昇し、軟化点を超える場合が生じる。これにより、ＧＩ型の構造が乱れやすく、また界面の不整や、塑性変形によるマイクロベンディングが発生しやすく、さらに屈折率分布型の場合は屈折率分布が乱れやすくなる。そこで、本発明において第１保護層を形成する際の樹脂温度は、熱ダメージを与えない温度、目安としては１３０℃以下とする。また、第１保護層の厚みが３５０μｍを超えると、樹脂温度が１３０℃以下であっても、被覆樹脂中心部の冷却が悪くＰＯＦ温度が上がり、ＧＩ型の構造乱れなどの不具合が生じる。また、１００μｍ未満の被覆はＰＯＦとの密着力が低下し施工上問題となる。そこで、第１保護層の厚みは、１００μｍ以上３５０μｍ以下であることが好ましい。

第１保護層形成光ファイバコード１６ａは、２台目の被覆装置３９に送られる。被覆装置３９も金型４０を備え樹脂供給装置４１が取り付けられている。被覆装置３９により、第１保護層の上に、さらに樹脂を被覆して第２保護層を形成して２心光ファイバコード１７を得る。その後に、水槽４２に２心光ファイバコード１７を搬送して樹脂を硬化させる。また、第２保護層を形成するための樹脂の被覆は、第１保護層の樹脂を被覆した後、２秒以上経過後に行うことが好ましい。特に好ましくは第１保護層形成用樹脂を被覆した後に、冷却してから行うことである。これは、第２保護層被覆前のＰＯＦ温度、特にコア部の温度を低くしておくことで、第２保護層形成時にＰＯＦ特にコアの温度上昇を抑制し、ＧＩ型の構造の乱れを抑制するためである。２秒未満で第２保護層形成用樹脂を被覆すると、第１保護層の樹脂の蓄熱と第２保護層の樹脂の熱が加算されてＰＯＦ温度が上昇し、ＧＩ型の構造乱れなどによる不良の発生原因となる場合が生じる。

第２保護層形成時に、樹脂温度を１２０℃未満とすると樹脂粘度が上昇して押出機の負荷が高くなる問題がある。また、未溶融樹脂の吐出により被覆厚みが変動するといった不具合も生じる。また、樹脂温度が１４０℃を超えるとＰＯＦ温度、特にコア部の温度が流動点を超える場合もあり、ＧＩ型の構造が乱れるなどの不具合が生じる場合がある。そこで、第２保護層形成用樹脂の温度は、１２０℃以上１４０℃以下の範囲であることが好ましい。

第２保護層の厚みが、３５０μｍを超えると１４０℃以下の樹脂温度であっても、被覆樹脂中心部の冷却が悪く、ＰＯＦ特にコア部の温度も上昇してＧＩ型の構造などに不具合が生じるおそれがある。また、１００μｍ未満の被覆は、低流量のため安定に押し出すことが困難となり径ブレの原因となる場合がある。そこで、第２保護層の厚みは、１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。

光ファイバコード１７は、水槽４２を通り樹脂が硬化し第２保護層が形成される。そして、引取機４４の複数の引取ローラ４５，４６に掛け渡されながら搬送される。光ファイバコード１７は、巻取テンション制御機４７で芯材４８に巻き取られる際のテンションが調整される。芯材４８には巻取機４９が接続している。芯材４８に光ファイバコード１７は巻き取られ、光ファイバコードロール５０が得られる。

なお、水槽３７，４２の冷却水温度を１５℃より高くすると、冷却能力が悪くなりＰＯＦ温度、特にコア部の温度が下がりにくくなり熱ダメージを受けやすくなる。また、５℃未満とすると冷媒冷却能力が非常に大きい装置が必要となる。また、被覆樹脂が急冷されるためにひび割れなどの成形不良が生じるおそれもある。そこで、冷却水温度は、５℃以上１５℃以下の範囲であることが好ましい。

図４に本発明に係る２心プラスチック光ファイバコード１７の断面図を示す。ＰＯＦ１４は、コア６０とクラッド６１とから形成され、ＰＯＦ１５は、コア６２とクラッド６３とから形成されている。ＰＯＦ１４の径Ｄ（μｍ）は、特に限定されるものではないが、７５０μｍ以下であることが好ましい。また、ＰＯＦ１５の径Ｄ'（μｍ）は、ＰＯＦ１４の径Ｄと同一であっても良いし、異なっていても良い。コア６０，６２の径は特に限定されないが、２００μｍ以上７５０μｍ未満であることが好ましい。クラッド６１，６３の厚みも特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であることが好ましい。第１保護層６４の厚みＬ１（μｍ）は、１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。第２保護層６５の厚みＬ３は、１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。これにより、ＰＯＦ１４に形成される保護層の厚みを２００μｍ以上７００μｍ以下の範囲で適宜選択して形成することが可能となる。

本発明に係るプラスチック光ファイバコードは、図５に示されるように単心のものも含まれる。プラスチック光ファイバコード７０ＰＯＦ１４の外周面に第１保護層７１及び第２保護層７２が形成されている。これら２層の保護層の形成は、図３に示した被覆ライン３０を用いることで容易に形成できる。ＰＯＦ１４の径Ｄ（μｍ）が５００μｍ以下の場合において、第１保護層７１の厚みＬ３（μｍ）は１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲であることが好ましく、第２保護層７２の厚みＬ４（μｍ）は１００μｍ以上３５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。

前記形態の保護層が形成されているプラスチック光ファイバコードは、適度な曲げ剛性を有する。曲げ剛性は被覆を行う樹脂のヤング率や被覆厚みから調整することができ、さらに樹脂内に強化繊維などを含ませて調整することもできる。曲げ剛性の測定は、プラスチック光ファイバコード長２００ｍｍで片側をクランプしたときの自重による変位が、２ｍｍ以上４０ｍｍ以下の場合、コードの引張りと同時に押し込みを行い、３０ｍ５曲がりのモデル配管（全長３０ｍ、内径１０ｍｍφのコルゲート管に略９０度、曲げ半径６０ｍｍの屈曲部を５ヶ所設けられているもの）にケーブルを通線する。そのときのコード引張張力を曲げ剛性の測定値とする。本発明では、コード引張張力の許容引張張力は、約９ｋｇｆ（≒９０Ｎ）以下とすることで、光通信システムのファイバとして好ましく用いることができる。

第１保護層形成用材料には、ポリエチレン、塩化ビニル、ポリウレタン、ポリアミドなどが好ましく用いられ、特に好ましくはポリエチレンを用いることである。これにより、前記プラスチック光ファイバコード（２心プラスチック光ファイバコードの場合も含める）からＰＯＦ（プラスチック光ファイバ素線）を引き抜くときの引抜強度を３Ｎ以上１０Ｎ以下とすることが可能となる。引抜強度が３Ｎ未満であると汎用コネクタを保持し続けることが困難となる場合が生じる。また、引裂強度が１０Ｎを超えると、汎用コネクタの噛込が困難となり、容易に汎用コネクタを取り付けることが困難となる場合がある。引抜強度は被覆層と素線外周部を構成する樹脂とのなじみなどで定まるため、素線外周部の組成や前述の曲げ剛性の調整も考慮して形成用の材料を選択することが好ましい。

第２保護層形成用材料には、ポリエチレン、塩化ビニル、ポリウレタン、ポリアミドなどが好ましく用いられ、特に好ましくはポリエチレンを用いることである。これにより、前記プラスチック光ファイバコード（２心プラスチック光ファイバコードの場合も含める）を引き裂くときの引裂強度（２心プラスチック光ファイバコードの場合には、２心間を上下方向に引き裂くときの引裂強度を用いる）を２．９Ｎ以上４．９Ｎ以下とすることが可能となる。引裂強度が２．９Ｎ未満であると耐久性に劣り前記プラスチック光ファイバコードを配線した後に破断などの事故が生じる場合がある。また、４．９Ｎを超えると汎用コネクタ取り付け時に取り扱いが困難になる場合がある。

また、本発明においてプリフォーム１２から線引きしてＰＯＦ１４を作製し、被覆を行う一連の工程は、一度ＰＯＦロール２３として巻き取る形態に限定されるものではない。例えば、プリフォーム１２を製造後、加熱炉２０を用いて線引き延伸を行いＰＯＦ１４を作製し、そのＰＯＦ１４を被覆ラインに搬送して被覆装置を用いて樹脂を被覆して保護層を形成する形態でも良い。

国際公開第０３／１９２５２号パンフレットの実施例に記載された方法で、屈折率分布型構造のコア６０，６２を有する屈折率分布型プラスチック光ファイバ１４，１５を得た。このプラスチック光ファイバ１４，１５の外周面を覆う様に、厚みＬ１を２２５μｍの低密度ポリエチレンからなる第１保護層６４を押出し被覆により形成した。この第１保護層を有する光ファイバコード２本を並べ、第１保護層６４の外周面に厚みＬ２を４００μｍの低密度ポリエチレンからなる第２保護層６５を形成して、２本のプラスチック光ファイバコードが連結した２心プラスチック光ファイバコード１７を得た。

被覆層の各物性は以下の様にして求めた。光ファイバコード１７から被覆層を剥いで、３０ｍｍのコードの一端を固定して、他端のむき出したプラスチック光ファイバを、１００ｍｍ／分でとなる被覆層からＰＯＦ１４，１５が引き抜けるときの荷重を測定して引抜き強度を求めた。引抜強度は３．５Ｎであった。曲げ剛性については、２００ｍｍ長のコードの一端を固定し、他方の自由端が自重によって固定端の水平位置からどの程度変位するかで測定を行った。このプラスチック光ファイバコードの、自重による最大変位は３ｍｍで、曲げ剛性は８０Ｎであった。２心のうち一方の線を固定し、他方の線を固定した線から離すように引張りながらコードの連結部が裂ける時の力を測定して引裂強度を求めたところ、引裂強度は４．２Ｎであった。

本発明に係るプラスチック光ファイバコードの製造工程図である。 本発明に係るプラスチック光ファイバコードを構成するプラスチック光ファイバを製造する形態を説明する概略図である。 本発明に係るプラスチック光ファイバコードを製造する製造ラインの概略図である。 本発明に係るプラスチック光ファイバコードの断面図である。 本発明に係る他の実施形態のプラスチック光ファイバコードの断面図である。

符号の説明

１４，１５ プラスチック光ファイバ
１７ ２心プラスチック光ファイバコード
６０，６２ コア
６１，６３ クラッド
６４，７１ 第１保護層
６５，７２ 第２保護層
７０ プラスチック光ファイバコード

Claims (7)

1. プラスチック光ファイバ素線を、被覆して得るプラスチック光ファイバコードにおいて、
   ２００ｍｍ長のコード片側を固定したときの自重による水平位置からの最大変位が、
   ２ｍｍ以上４０ｍｍ以下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. 前記被覆が２層以上の保護層からなり、前記プラスチック光ファイバコードから前記プラスチック光ファイバ素線を引き抜くときの引抜強度が３Ｎ以上１０Ｎ以下であることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバコード。
3. プラスチック光ファイバ素線を、被覆して得るプラスチック光ファイバコードにおいて、
   前記被覆が２層以上の保護層からなり、前記プラスチック光ファイバコードから前記プラスチック光ファイバ素線を引き抜くときの引抜強度が３Ｎ以上１０Ｎ以下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。
4. 複数の前記プラスチック光ファイバコードが、前記被覆で連結された２本の前記プラスチック光ファイバ素線を含む２心プラスチック光ファイバコードであることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバコード。
5. 前記２心プラスチック光ファイバコードの被覆の連結部を引き裂くときの引裂強度が２．５Ｎ以上５．０Ｎ以下であることを特徴とする請求項４記載のプラスチック光ファイバコード。
6. プラスチック光ファイバ素線と接する被覆層の被覆厚みが、前記プラスチック光ファイバ素線外径の０．１２倍以上であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバコード。
7. 前記プラスチック光ファイバ素線のコア部が、中心から外周に向けて屈折率が変化した屈折率分布型であることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバコード。
   

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