JP2006317589A - 低帯電プラスチック光ファイバ及びプラスチック光ファイバテープ心線とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯電性やクラッド剥離の問題を改善した低帯電プラスチック光ファイバ及びプラスチック光ファイバテープ心線とその製造方法の提供。
【解決手段】 コア外周にクラッド層が設けられたプラスチック光ファイバの前記クラッド層外周に、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層が設けられたことを特徴とする低帯電プラスチック光ファイバ。該低帯電プラスチック光ファイバが複数本平行に並べられ、これらがウレタンアクリレート系樹脂からなる一括被覆層によってテープ形状に一括被覆されてなることを特徴とするプラスチック光ファイバテープ心線。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチック光ファイバに関し、特にプラスチック光ファイバに特有の帯電性やクラッド剥離の問題を改善した低帯電プラスチック光ファイバ及びプラスチック光ファイバテープ心線とその製造方法に関する。

プラスチック光ファイバは、一般に、コア材料として汎用樹脂であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用い、該コアの外周をフッ素樹脂などからなる薄いクラッド層で被覆した構造になっている。プラスチック光ファイバは、石英ガラス系光ファイバに比べて伝送損失が大きいが、曲げや振動に強いという特徴があるので、従来より新幹線や自動車などの車両用に使用されてきた。近年、車内におけるマルチメディア化のニーズが高まっており、車内ネットワークや、ホームネットワークなどの様々な用途に使用されてきている。さらに、高機能化に伴い、車内ネットワークにおいても、複数本のプラスチック光ファイバが使用されている。

本発明に関する従来技術としては、特許文献１，２が挙げられる。
特許文献１には、プラスチック光ファイバ用プリフォームの外周面に、帯電防止剤を含むプラスチック層を形成し、プリフォームを線引きするプラスチック光ファイバの製造方法が開示されている。
特許文献２には、複数本のプラスチック光ファイバの中間部に、抗張力体としてヤング率が６０００〜９０００ｋｇ／ｍｍ^２のガラスファイバを配列して整列し、これらの外周を紫外線硬化樹脂によりテープ状に一体化させた高強度プラスチック光ファイバテープが開示されている。
特開平１１−１８３７３４号公報 特開２００４−３１７５６５号公報

プラスチック光ファイバは、一般にクラッド層の厚さが数μｍ程度と薄く、剥離し易いので、コードを被せて使用されることが多いが、コード化することによりコストが嵩むことになり、また、省スペース化、屈曲性の観点からも、コードを被せることによってプラスチック光ファイバの使用用途が制限されることがあった。
また、プラスチック光ファイバのクラッド層は、表面抵抗値が高いフッ素樹脂からなるものが多く、そのため、プラスチック光ファイバは静電気を帯びやすいという性質を持っている。そのため、埃やごみなどが付着し易いという問題があり、プラスチック光ファイバ単独で使用する場合にも、その用途には制限があった。

また、特許文献１に記載された製造方法では、プラスチック光ファイバ用プリフォームの外周面に、帯電防止剤を含むプラスチック層を形成し、プリフォームを線引きしているが、この従来技術では、その実施例中に記載されている通り、プラスチック光ファイバの構成材料と同じポリメチルメタクリレートに両性界面活性金属塩などの帯電防止剤を添加してプラスチック層を形成しているに過ぎず、このような方法では実用上十分な帯電防止性能を得ることは困難である。また、この従来技術は、ポリメチルメタクリレートからなるコアとその外周を被覆したフッ素樹脂からなる薄いクラッド層からなる一般的なプラスチック光ファイバにおいて、適用できるのかどうか不明である。

さらに、特許文献２には、プラスチック光ファイバの帯電防止について全く記載されていないが、前述した一般的なプラスチック光ファイバを用い、複数本のプラスチック光ファイバを整列させ、テープ化装置にて一括被覆する場合、プラスチック光ファイバ表面がローラなどと擦れて静電気が生じ、静電気によるファイバぶれが発生してテープ化装置の位置決めローラから外れ易くなるなど、製造トラブルを生じ易い問題がある。なお、前記ファイバぶれとは、帯電したプラスチック光ファイバが、その静電気により隣り合うファイバと短い時間（１秒未満）の間で引きつけ合ったり反発し合ったりを繰り返して振動する現象のことを指す。

本発明は前記事情に鑑みてなされ、帯電性やクラッド剥離の問題を改善した低帯電プラスチック光ファイバ及びプラスチック光ファイバテープ心線とその製造方法の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、コア外周にクラッド層が設けられたプラスチック光ファイバの前記クラッド層外周に、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層が設けられたことを特徴とする低帯電プラスチック光ファイバを提供する。

また本発明は、コア外周にクラッド層が設けられたプラスチック光ファイバの前記クラッド層外周に、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層が設けられた低帯電プラスチック光ファイバが複数本平行に並べられ、これらがウレタンアクリレート系樹脂からなる一括被覆層によってテープ形状に一括被覆されてなることを特徴とするプラスチック光ファイバテープ心線を提供する。

また本発明は、コア外周にクラッド層が設けられたプラスチック光ファイバの前記クラッド層外周に、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層が設けられた低帯電プラスチック光ファイバを複数本平行に並べ、これらの外周にウレタンアクリレート系樹脂液を塗布して硬化させ、複数本の低帯電プラスチック光ファイバがウレタンアクリレート系樹脂からなる一括被覆層によってテープ形状に一括被覆されてなるプラスチック光ファイバテープ心線を得ることを特徴とするプラスチック光ファイバテープ心線の製造方法を提供する。

本発明の低帯電プラスチック光ファイバは、クラッド層の外周にウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層を形成してなるものなので、プラスチック光ファイバ表面での静電気の発生を軽減させることができ、帯電による表面への埃等の吸着を防ぐことができる。
また、ウレタンアクリレート系樹脂からなる薄い帯電防止層をプラスチック光ファイバ外周に設けるだけで帯電防止効果が得られるので、帯電防止のためにコード化した従来品と比べ低コストとなり、また元のプラスチック光ファイバとほぼ同様の外径に作製できることから、コード化した従来品と比べ省スペース化が可能となる。
また、剥がれやすいクラッド層をウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層で被覆したことにより、クラッド層が保護され、外部から加わる応力などによるクラッド層剥離を防ぎ、損失増加を抑制することができる。
また、本発明の低帯電プラスチック光ファイバを複数本平行に並べ、一括被覆層を形成して光ファイバテープ心線を作製する場合、静電気によるファイバぶれなどの問題が起こりにくくなり、製造が容易となり、製造コスト削減、歩留り向上を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る低帯電プラスチック光ファイバの一実施形態を示す断面図である。本実施形態の低帯電プラスチック光ファイバ１は、コア２の外周にクラッド層３が設けられたプラスチック光ファイバのクラッド層３外周に、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層４が設けられた構成になっている。

コア２とクラッド層３とからなるプラスチック光ファイバの材質や外径、コア直径などは特に限定されず、従来周知の各種プラスチック光ファイバを用いることができる。本発明において好ましいプラスチック光ファイバとしては、例えば、コア２として汎用樹脂であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を用い、該コア２の外周をフッ素樹脂などからなる薄いクラッド層３で被覆した構造のプラスチック光ファイバが挙げられる。

前記帯電防止層４は、ウレタンアクリレート系樹脂からなり、特に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂を塗布後に紫外線照射して形成された樹脂層が好ましい。この帯電防止層４は、主成分であるウレタンアクリレート系樹脂自体の表面抵抗値が前記プラスチック光ファイバの構成材料よりも低いため、ウレタンアクリレート系樹脂自体で帯電防止効果を発揮することができる。

この帯電防止層４の厚さは５〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。帯電防止層４の厚さが前記範囲未満であると、剥がれやすくなり、外圧が加わった場合に帯電防止層４、又は帯電防止層４とクラッド層３が剥離してしまう可能性がある。一方、帯電防止層４の厚さが前記範囲を超えると、ファイバが太くなってファイバの屈曲性や省スペース性が悪化する。

本実施形態の低帯電プラスチック光ファイバ１は、コア２とクラッド層３とからなるプラスチック光ファイバのクラッド層外周に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂を塗布し、その後に紫外線を照射してウレタンアクリレート系樹脂を硬化させ、クラッド層３の外周面を被覆する帯電防止層４を形成することによって製造することが望ましい。

本実施形態の低帯電プラスチック光ファイバ１は、クラッド層３の外周にウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層４を形成してなるものなので、プラスチック光ファイバ表面での静電気の発生を軽減させることができ、帯電による表面への埃等の吸着を防ぐことができる。

また、ウレタンアクリレート系樹脂からなる薄い帯電防止層４をプラスチック光ファイバ外周に設けるだけで帯電防止効果が得られるので、帯電防止のためにコード化した従来品と比べ低コストとなり、また元のプラスチック光ファイバとほぼ同様の外径に作製できることから、コード化した従来品と比べ省スペース化が可能となる。

また、剥がれやすいクラッド層３をウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層４で被覆したことにより、クラッド層３が保護され、外部から加わる応力などによるクラッド層３の剥離を防ぎ、損失増加を抑制することができる。

図２は、本発明に係るプラスチック光ファイバテープ心線の一実施形態を示す断面図である。本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線１０は、前述した本発明の低帯電プラスチック光ファイバ１が複数本平行に並べられ、これらがウレタンアクリレート系樹脂からなる一括被覆層１１によってテープ形状に一括被覆されている。なお、図２に示す例では、４本の低帯電プラスチック光ファイバ１をテープ状に束ねた場合を例示しているが、低帯電プラスチック光ファイバ１の本数はこれに限定されず、２本以上であればよい。

本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線１０は、低帯電プラスチック光ファイバ１を複数本平行に並べ、これらの外周に紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂液を塗布して硬化させ、複数本の低帯電プラスチック光ファイバ１をウレタンアクリレート系樹脂からなる一括被覆層１１で一括被覆することによって製造することが望ましい。

特許文献２にあるような、抗張力材を入れたプラスチック光ファイバテープ心線を作製する場合には、プラスチック光ファイバ表面の擦れによって生じる静電気によるファイバぶれが発生してしまい、テープ装置の形状のコロ（位置決め用ローラ）から外れやすいという問題点があった。
一方、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層４を形成した低帯電プラスチック光ファイバ１を用いることにより、静電気発生を抑えることができるので、形状の整ったプラスチック光ファイバテープ心線１０を作製することができる。

コアがポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなり、クラッド層がフッ素樹脂からなり、クラッド層外径が２５０μｍのプラスチック光ファイバを用い、このクラッド層の外周に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂をコーティングし、紫外線を照射して硬化させ、厚さ約１０μｍウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層を形成した。
得られた低帯電プラスチック光ファイバは、十分な屈曲性を備えていた。帯電防止層を形成したプラスチック光ファイバの帯電防止性能を半減期測定法で評価すると、その半減期は約２００秒であった。
一方、帯電防止層を形成しないプラスチック光ファイバのクラッド層の半減期は約６０秒であった。

本発明に係る低帯電プラスチック光ファイバの一実施形態の断面図である。 本発明に係るプラスチック光ファイバテープ心線の一実施形態の断面図である。

符号の説明

１…低帯電プラスチック光ファイバ、２…コア、３…クラッド層、４…帯電防止層、１０…プラスチック光ファイバテープ心線、１１…一括被覆層。

Claims (3)

1. コア外周にクラッド層が設けられたプラスチック光ファイバの前記クラッド層外周に、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層が設けられたことを特徴とする低帯電プラスチック光ファイバ。
2. コア外周にクラッド層が設けられたプラスチック光ファイバの前記クラッド層外周に、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層が設けられた低帯電プラスチック光ファイバが複数本平行に並べられ、これらがウレタンアクリレート系樹脂からなる一括被覆層によってテープ形状に一括被覆されてなることを特徴とするプラスチック光ファイバテープ心線。
3. コア外周にクラッド層が設けられたプラスチック光ファイバの前記クラッド層外周に、ウレタンアクリレート系樹脂からなる帯電防止層が設けられた低帯電プラスチック光ファイバを複数本平行に並べ、これらの外周にウレタンアクリレート系樹脂液を塗布して硬化させ、複数本の低帯電プラスチック光ファイバがウレタンアクリレート系樹脂からなる一括被覆層によってテープ形状に一括被覆されてなるプラスチック光ファイバテープ心線を得ることを特徴とするプラスチック光ファイバテープ心線の製造方法。
   

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