JP2007071929A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 素手で容易に引き裂くことができる低伝送損失の光ファイバケーブルを製造する。
【解決手段】 コア１１とクラッド１２とからなるプラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）１３に第１被覆層１４を形成し、プラスチック光ファイバコード１５を作製する。２本のコード１５の間に抗張力線１６を配した状態で、その外周に第２被覆層１７を設けて、プラスチック光ファイバケーブル１０とする。第２被覆層１７は、コード被覆部１７ａと抗張力線被覆部１７ｂと引き裂き用のくびれ部１７ｃとから構成する。くびれ部１７ｃの厚みをｔとし、この厚み方向におけるコード被覆部１７ａの最大厚みをＴとするとき、厚み比（ｔ／Ｔ）を０．１５≦（ｔ／Ｔ）≦０．３とする。第２被覆層１７の被覆による伝送損失の上昇を抑制しつつ、施工性に優れるケーブル１０が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバケーブルに関するものであり、特に、光ファイバコードと抗張力線とを束ねた外周に密着させて被覆層が設けられたタイト型光ファイバケーブルに関するものである。

光を伝播させる芯部となるコアと、このコアの外殻部となるクラッドとを有する光ファイバ素線は、大伝送容量あるいは高速通信を可能とする光伝送体であるために、その需要が拡大している。中でも、上記の各部材がプラスチックから形成されるプラスチック光ファイバ素線（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ；ＰＯＦ）は、ガラスなどで形成された石英系光ファイバ素線と比べて、伝送損失が若干大きくなるが、軽量かつ優れた可撓性や加工性を有するとともに、大口径化が容易であり、さらにはガラスに比べて安価なプラスチックで製造されるために低コスト化が実現できるなどの利点を有していることから、家庭用および車載用途でのＬＡＮやＩＳＤＮなどの次世代通信網構想においての使用が期待され、より高品質化ならびに量産化に対する検討が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、家庭用ＬＡＮやＩＳＤＮなどにＰＯＦを通線する際には、屋内あるいは屋外に既設のＣＤ管やダクトなどの敷設管内に通線するケースが多い。しかし、このような敷設管内では、水に触れる機会や湿度が高く、また、その敷設状況も曲がりくねっているなど非常に通線が困難である場合が多い。そのため、通線に用いられるＰＯＦには、各敷設管内の外環境に耐えることができる耐水性や耐湿性ならびに、優れた強靭性などが要求される。したがって、通線用ＰＯＦとしては、通常、ＰＯＦの外周に被覆層を設けてプラスチック光ファイバコード（以下、コードと称する）としてから、さらに、複数本のコードや抗張力線などを束ねてから、その外周面に、耐湿性や耐水性などの所望の特性を付与することができる被覆材を被覆することにより被覆層を設けたプラスチック光ファイバケーブル（以下、ケーブルと称する）が用いられる。

このように抗張力線を使用したケーブルは、優れた抗張力を有するため、敷設管内への通線が容易になる。しかし、ケーブルを端末加工する場合、抗張力線の処理が非常に煩わしいため、作業性や施工性が低下するという問題が生じる。そこで、これらの問題を改善するために、コードと抗張力線とを束ねた外周に対して、空隙をもたせず各部材に密着する被覆層を設けたタイト型ケーブルが提案されている（例えば、特許文献２〜５参照）。このタイト型ケーブルは、抗張力線の外周に密着した被覆層を有するために、抗張力線がバラつくことなく端末加工を行うことができるので、作業性や施工性が低下しない。また、被覆層により優れた耐湿性、耐候性が付与されるとともに、抗張力線の使用により高抗張力を示すケーブルを得ることができるので、屋内外配線用をはじめとする光伝送手段として優れたケーブルであると言える。
特開昭６１−１３０９０４号公報 特開平１０−１７０７７７号公報 特開２０００−２６６９７２号公報 特開２０００−２７５４８２号公報 特開２０００―２７５４８５号公報

しかし、上記の特許文献２〜５に記載されているケーブルを含めてタイト型ケーブルを製造する場合、被覆層形成時において、所望の流動性になるように加熱溶融させた被覆材を対象部材の外周に被覆するため、被覆材を押出す際の温度（押出温度）や被覆材の潜熱により、被覆されるコードが熱影響を受けてしまうために、熱収縮や形状変化、あるいはコードを形成する樹脂が劣化してしまうなどの問題が生じる。このような問題が生じると、高伝送損失のケーブルしか得ることができない。したがって、タイト型ケーブルを含めて光ファイバケーブルを製造する際、コードに対する熱影響を抑制しながら、その外周面に被覆層を設けて低伝送損失を示すケーブルを製造することができる製造方法の提案が望まれている。

本発明は、コードなどに対する熱影響を低減しながら被覆層を設けて低伝送損失のケーブルを得ることができる光ファイバケーブルの製造方法を提案することを目的とする。また、コードと抗張力線とを束ねた外周に被覆層を設けた高抗張力を示すケーブルでありながら、コードと抗張力線との間に応力を付与することにより、素手でも安定かつ容易に引裂くことができるケーブルを提供することを目的とする。

本発明の光ファイバケーブルは、複数の光ファイバコードを束ねた外周を被覆層で覆うとともに、この光ファイバコードの間で被覆層の外周面に引き裂き用のくびれ部を有する光ファイバケーブルにおいて、くびれ部の厚みをｔとし、この厚み方向における光ファイバコードの被覆層の最大厚みをＴとするとき、厚み比（ｔ／Ｔ）を０．１５≦（ｔ／Ｔ）≦０．３０とすることを特徴とする。

また、くびれ部により引き裂いて各光ファイバコードを分離する際の引き裂き強度を２．６Ｎ以上７Ｎ以下とすることが好ましい。被覆層は光ファイバコードに密着していることが好ましい。光ファイバコードの少なくとも１本が、プラスチック光ファイバ素線を有することが好ましい。そして、光ファイバコードを覆う被覆層の横断面形状は、略円形であることが好ましい。なお、光ファイバコードの間の被覆層には抗張力線が入れられており、この抗張力線と各光ファイバコードとの間に位置する被覆層の外周面にくびれ部が形成されることが好ましい。

本発明により、光ファイバコードなどに対する熱影響を低減しながら光ファイバケーブルを製造することができるので、低伝送損失の光ファイバケーブルを得ることができる。例えば、この光ファイバケーブルとしては、複数の光ファイバコードと抗張力線とを束ねた外周面に密着するように被覆層が設けられたタイト型光ファイバケーブルが挙げられる。また、本発明のように、光ファイバケーブルのくびれ部の厚みと、この厚み方向における光ファイバコードの厚みとの比を所定の範囲内とすると、くびれ部を引き裂く際に、所定の応力でも素手で安定かつ容易に引き裂くことができる。

本発明での光ファイバケーブルの製造方法について、一例として、グレートインデックス型プラスチック光ファイバ素線（ＧＩ型ＰＯＦ）を使用するケーブルの製造方法を説明する。

図１に、本発明を適用した本実施形態でのケーブルの径方向での断面図を示す。ただし、本発明はこの形態に限定されるものではない。ケーブル１０は、コア１１とクラッド１２とを含むＰＯＦ１３の外周に第１被覆層１４が形成されたコード１５と抗張力線１６と第２被覆層１７とを有する。

ケーブル１０は、２本のコード１５を並列させた間に抗張力線１６を配し、その外周に密着するように第２被覆層１７が設けられている。このように複数本の単芯コード１５と抗張力線１６とを用いて形成された多芯構造（本実施形態では２芯構造）のケーブル１０は、大伝送容量でありながら高抗張力を示す。

第２被覆層１７は、コード１５を覆う断面が略円形のコード被覆部１７ａと、抗張力線１６を覆う断面が略６角形の抗張力線被覆部１７ｂとから構成されており、抗張力線被覆部１７ｂを挟むようにコード被覆部１７ａが横方向に連結されている。そして、各被覆部１７ａ，１７ｂの間には、引き裂き用のくびれ部１７ｃが形成されている。

くびれ部１７ｃの厚みをｔとし、この厚み方向におけるコード被覆部１７ａの最大厚みをＴとするとき、厚み比（ｔ／Ｔ）が、０．１５≦（ｔ／Ｔ）≦０．３０となるように、各厚みｔ，Ｔが決定されている。厚み比（ｔ／Ｔ）をこのような範囲内とすると、くびれ部１７ｃから、各コード１５を分離するように引き裂く際に、安定かつ容易に引き裂くことができる。また、コード１５や抗張力線１６が、第２被覆層１７から露出することがないので、抗張力線１６がバラつくことなく端末加工を行うことができる。ただし、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．１５未満の場合には、くびれ部１７ｃからの分離が容易になり、予期しない位置でコード被覆部１７ａや抗張力線被覆部１７ｂが分離してしまう可能性がある。一方で、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．３０を超えると、分離が困難になり施工性が低下する他に、第２被覆層１７を被覆する際に、コード１５に熱ダメージを与えてしまうために、ケーブル１０の伝送損失が大きくなってしまう。

厚み比（ｔ／Ｔ）を上記範囲内とすることにより、くびれ部１７ｃによる引裂き強度が、２．６Ｎ以上７．０Ｎ以下となり、通常の使用によっては、コード被覆部１７ａや抗張力被覆部１７ｂが分離することがない。また、コネクタなどとの連結の際には、、コード被覆部１７ａおよび抗張力被覆部１７ｂの分離が容易になる。なお、引き裂き強度は、より好ましくは、３．５Ｎ以上５．０Ｎ以下である。

なお、第１被覆層１４の厚みｔ１は、特に限定されるものではないが、１００μｍ以上３５０μｍ以下とすると、第２被覆層１７を形成する際に、コード１５に対する熱影響を低減することができるので好ましい。ただし、ｔ１が１００μｍ未満の場合には、ＰＯＦ１３と第１被覆層１４との密着性が劣るため好ましくない。一方で、ｔ１が３５０μｍよりも大きい場合には、被覆材を冷却して第１被覆層１４を形成する際に、その被覆材の冷却が不十分となり第１被覆層１４が潜熱をもってしまうために、ＰＯＦ１３の温度が上がり、結果として、ＰＯＦ１３の屈折率分布に乱れなどが生じてしまう。

第２被覆層１７の厚みをｔ２とするとき、ｔ２は３５０μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましい。これにより、コード１５との密着性に優れる第２被覆層１７を形成させることができるので、第２被覆層１７が有する所望の機能を十分にケーブル１０に付与することができ、かつコード１５や抗張力線１６などのケーブル１０を構成する部材をしっかりと固定することができる。ただし、ｔ２が８００μｍを超えると、被覆材が十分に冷却されずに潜熱を有するために、ＰＯＦ１３やコード１５が熱影響を受けることにより光学特性を低下させてしまう。一方で、ｔ２が３５０μｍ未満の場合には、被覆材の量が少なすぎるために、被覆材を安定に押し出して厚みが略均一な第２被覆層１７を形成させることが困難となる。

図２に、ケーブル１０の製造の流れである工程図を示す。本実施形態では、ＰＯＦ１３の前駆体となるプリフォーム２１を作製後、このプリフォーム２１を加熱延伸させて得られるＰＯＦ１３の外周に第１被覆層１４を設けてコード１５とする。そして、このコード１５と抗張力線１６とを束ねた外周に第２被覆層１７を設けてケーブル１０を製造する。したがって、ケーブル１０の製造工程は、プリフォーム形成工程２５と加熱延伸工程２６と第１被覆工程２７と組合せ工程２８と第２被覆工程２９とを有する。

プリフォーム形成工程２５においてプリフォーム２１を形成する。まず、市販の溶融押出成形によりＰＭＭＡからなる円筒状の中空管を用意する。この中空管が、クラッド１２となる（図１参照）。中空管は、本実施形態のように市販の溶融押出成形により形成してもよいし、公知である回転重合法により製造してもよい。また、市販のパイプを用いてもよく、その製造方法は特に限定されない。なお、中空管は、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。

この中空管の内部にＭＭＡと屈折率調整剤（ドーパント）を入れ、特許第３３３２９２２号公報のような界面ゲル重合を行う。これにより、中空管すなわちクラッド１２の内部にポリマー（ＰＭＭＡ）を主成分とし、屈折率調整剤の濃度に従って所望の屈折率の高低分布を有するコア１１が形成されたプリフォーム２１を得ることができる。屈折率調整剤とは、コア１１の径方向に対して所望の屈折率の高低分布を発現させるために付与する添加剤であり、例えば、ベンジルメタクリレートなどが挙げられる。なお、プリフォーム２１の製造方法は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、コア１１とクラッド１２とを形成させるポリマーを一度に溶融押出した後、これを加熱重合させることによりプリフォーム２１を形成する溶融押出法が挙げられる。

加熱延伸工程２６において、加熱延伸設備によりプリフォーム２１を延伸させてＰＯＦ１３を製造する。図３に、本実施形態で使用する加熱延伸設備３０の概略図を示す。加熱延伸設備３０は、加熱炉３１と線径モニタ３２と巻取り装置３３とを有している。

あらかじめ、加熱炉２０の内部の所定の位置にプリフォーム２１を設置する。そして、加熱炉２０により所定の温度でプリフォーム２１を加熱する。このとき、プリフォーム２１の一部は加熱溶融される。なお、プリフォーム２１の溶融温度は、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。そして、溶融したプリフォーム２１の先端部２１ａを始点として線引き（延伸）を行うことによりＰＯＦ１３が得られる。この線引きの際に、プリフォーム２１の延伸率を調整することにより所望の径のＰＯＦ１３を製造することができる。また、このＰＯＦ１３は線径モニタ３２により、径が常時測定される。その後、巻取り装置３３の内部に設置されている芯材３４にＰＯＦ１３を巻き取って、ロール状のＰＯＦロール３４ａを得る。なお、線径モニタ３２の測定値に応じて、加熱炉３１内でのプリフォーム２１の位置や加熱炉３１の温度、およびプリフォーム２１の延伸率や巻取り装置３３の巻取り速度などを適宜調整すると、所望の径のＰＯＦ１３を得ることができるので好ましい。

次に、第１被覆工程２７を行い、ＰＯＦ１３の外周を被覆してコード１５を作製する。図４に、本実施形態で用いるコード製造設備の概略図を示す。コード製造設備４０は、送出装置４１と被覆装置４２と冷却装置４３と引取装置４４と巻取り装置４５とを備える。

送出装置４１の所定の位置にＰＯＦロール３４ａを設置する。送出装置４１は、張力制御部材５０と複数のローラ５１とを有しており、この張力制御部材５０によりＰＯＦ１３に付与する張力を制御しながら複数のローラ５１に巻き掛けて、ＰＯＦ１３を被覆装置４２へと送出す。なお、送出装置４１内においてＰＯＦ１３に付与する張力は、作業の途中でＰＯＦ１３が切断したり変形したりしないようにするためにできる限り小さくすることが好ましい。ただし、ＰＯＦ１３を観察しながら適宜調整すればよく、特に限定されるものではない。

被覆装置４２には、第１被覆層１４の形成に用いる被覆樹脂を貯蔵する樹脂供給装置５２と、金型（図示しない）とが備えられている。そして、この金型の内部をＰＯＦ１３が搬送される間に、押出機（図示しない）により樹脂供給装置５２から所望量の樹脂が金型内に適宜押し出されて、ＰＯＦ１３の外周に被覆材が送り出される。この被覆時にＰＯＦ１３に付与する張力は、ＰＯＦ１３の断裂や変形を生じさせないようにするために、できる限り小さい値であることが好ましく、７００Ｎ／ｃｍ² 以下であることが好ましいが、特に限定されるものではない。なお、被覆時の樹脂の押出温度は、被覆樹脂として使用するポリマーの融点以上であることが好ましい。ただし、押出温度は、特に限定されるものではなく、使用するポリマーが劣化せず、かつ十分な流動性を確保することができるように適宜選択した値を用いればよい。

被覆材が被覆されたＰＯＦ１３を、冷却装置４３に送り込む。本実施形態では、冷却装置４３として水槽を使用する。これにより、被覆材が冷却硬化して第１被覆層１４が形成されたコード１５を得ることができる。そして、引取装置４４の内部に配する引取りローラ５４によりコード１５を搬送し、さらに、巻取り張力制御装置５５によりコード１５に付与する張力を調整した後、巻取装置４５内の巻取りロール５６でコード１５を巻取ってコードロール５６ａを得る。なお、本実施形態では冷却装置４３として水槽を利用する形態を示したが、特に限定されるものではなく、例えば、所望の温度の風を送出すことができる送風機を用いて、ＰＯＦ１３に直接風を吹き付けることにより所望の温度となるようにＰＯＦ１３を冷却させてもよい。

次に、このコード１５を用いてケーブル１０を作製する。図５に、本実施形態で用いるケーブル製造設備の概略図を示す。ケーブル製造設備６０は、送出装置６１と組合せ装置６２と被覆装置６３と搬送装置６４と巻取装置６５とを備える。

送出装置６１の内部では、あらかじめ所定の位置にコードロール５６ａと、抗張力線１６がロール状である抗張力線ロール７０とが設置されている。また、送出装置６１には、各線を支持する複数の支持ローラ７１が配されており、この支持ローラ７１により各線を支持しながら所定の搬送張力を付与することにより、組合せ装置６２の内部に各線を連続的に送り出す。このとき、各線に付与する搬送張力は、特に限定されるものではないが、所望の製造速度を保持しつつ各線が断裂したり変形したりしない範囲で、できる限り小さい値であることが好ましい。

組合せ装置６２の内部には、複数のガイドローラ７３および金型（図示しない）が備えられている。そして、各ガイドローラ７３によりコード１５および抗張力線１６を所定の位置に案内して、金型内において各線が所望の構造となるように組合せる。本実施形態では、図１に示すように２本のコード１５を並列させた間に１本の抗張力線１６を配した構造とする。続けて、この組合せ部材を、被覆装置６３へ搬送する。

被覆装置６３は、金型と被覆樹脂供給装置と押出機（いずれも、図示しない）とを備えている。被覆装置６３では、この金型の内部に組合せ部材を送り込み搬送する間に、所望の被覆樹脂を供給して、各線の外周に密着するように被覆樹脂を送り出す。このとき、金型の形状を適宜選択することにより、図１に示すくびれ部１７ｃの厚みｔや第２被覆層１７の最大厚みＴを所望の値となるように調整する。

さらに、被覆装置６３の内部の下流側には、送風機（図示しない）が備えられている。この送風機から、被覆材が被覆された後の組合せ部材に風を直接吹き付けて、被覆材を冷却することにより、第２被覆層１７が形成されたケーブル１０が得られる。そして、最後に、ケーブル１０は、複数の搬送ローラ７５が配されている搬送装置６４の内部に送り込まれた後、巻取装置６５の内部に配された巻取りロール７６により巻き取られる。なお、被覆時での樹脂の押出温度などの製造条件は、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂により適宜選択されればよい。ただし、樹脂の押出温度を１２０℃以上１４０℃以下とすると、樹脂の流動性を確保しながら、被覆装置への負荷を軽減することができるので好ましい。また、押出温度が高すぎないので、ＰＯＦ１３やコード１５への熱影響を低減させることができるために、低伝送損失のケーブル１０を得ることができる。

本発明において使用することができる抗張力線１６としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維を線状体としたものが挙げられるほか、ステンレス線、亜鉛合金線、銅線などの金属線も抗張力線１６として用いることができる。なお、抗張力線１６の形態は、特に限定されるものではなく、上記のような繊維や線などのほか、各細線を撚り合せた形態であってもよいし、樹脂などで固めたものを含めて線状体となっている形態であってもよい。また、抗張力線１６を配する位置も特に限定されるものではなく、所望の形態の抗張力線１６を、本実施形態のようにコード１５に対して並列となるように配置してもよいし、被覆層の一部として積層することにより、繊維が充填された層を設ける形態でもよい。これにより、様々な配線状況下での布設張力、および温度変化や風圧などが生じても、ＰＯＦ１３やコード１５に応力歪が付与されるのを抑制することができる。

なお、本実施形態で示したＧＩ型ＰＯＦは、径の外側から中心に向かうにしたがい次第に屈折率が高くなる構造を有し、光の散乱や分散を抑制しながら光を伝播させることができるので低伝送損失のＰＯＦとして使用される。ただし、本発明はここに示す形態に限定されるものではなく、ＧＩ型ＰＯＦのほかにも、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型ＰＯＦやシングルモード（ＳＭ）型ＰＯＦなどの製造方法に適用することができる。

以下に、本発明に使用されるコアやクラッドなどの形成材料および被覆材などに関して説明する。

コア１１の原料は、光伝送の機能を損なわないモノマーであればよく、特に限定されるものではない。好ましく用いられる原料モノマーとしては、例えば、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、上記の各モノマーからポリマーを重合することによりコア１１を形成する。また、これらのモノマーを２種類以上用いて、共重合体（コポリマー）としコア１１を形成してもよい。用いられるポリマーとしては、例えば、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）や、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。なお、本発明では、塊状重合が容易であるＭＭＡを重合して得られるＰＭＭＡによりコア１１を形成することが好ましい。

なお、コア１１の形成材料としては、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、モノマーとして、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ものを重合し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。このようなポリマーを用いると、伝送損失の生じる波長域を長波長化することができるので、光伝送の損失を軽減することができる。

なお、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、特に限定されるものではなく、使用するモノマーや重合されるポリマーに応じて適宜選択すればよい。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。なお、このような重合開始剤を２種類以上併用してもよい。

また、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、例えば、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）などが挙げられる。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。ただし、連鎖移動剤は、これらに限定されるものではない。なお、上記のような連鎖移動剤を２種類以上併用してもよい。

また、コア１１の屈折率を高めるために、屈折率調整剤（ドーパント）を添加することもできる。ドーパントをポリマーに添加することにより、無添加のポリマーと比較して、ポリマーの屈折率を高くすることができる。本発明において使用することができるドーパントとしては、上記の機能を有し、かつポリマーと安定して共存可能であり、過熱および加圧などの重合条件下においても安定であるものを適宜選択して用いる。このようなドーパントとしては、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１１を伝送する光は、コア１１とクラッド１２との界面で全反射する。そしてこの反射を繰り返すことによりコア１１の長さだけ光が伝播する光伝送体となるＰＯＦ１３を得ることができる。そこで、クラッド１２を形成する材料としては、その屈折率がコア１１の屈折率よりも低い材料を用いる。さらに、コア１１との密着性や、機械強度および耐熱性にも優れている材料が好ましく用いられる。クラッド１２の形成材料としては、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好ましく用いることができる材料として挙げられる。なお、上記のようなモノマーからクラッド１２を形成させる際にも、コア１１の形成に用いられる重合開始剤や連鎖移動剤などを適宜選択して用いることができる。

また、クラッド１２の形成材料として、フッ素樹脂を用いることもできる。フッ素樹脂としては、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。このようにフッ素系の材料を用いてクラッド１２を形成すると、撥水効果を得ることができるので耐湿性に優れるＰＯＦ１３を得ることができる。

さらに、クラッド１２の形成材料として、フッ化ビニリデン系共重合体を用いることもできる。このような重合体としては、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−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およ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。なお、上記のフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体としては、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、フッ化ビニリデンを７０重量％以上９０重量％以下含有するものである。

また、クラッド１２には、光伝送性能を低下させない範囲で、所望の特性を付与することができる添加剤を添加してもよい。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分散させることができる。使用することができる添加剤としては、例えば、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。この誘導放出機能化合物を添加すると、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ため好ましい。なお、これによりＰＯＦ１３での光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。ただし、これらの添加剤は、コア１１の形成材料に含有させることもできる。

本発明において、第１被覆層１４および第２被覆層１７（以下、併せて被覆層と称する）ともに、各被覆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、特に限定されるものではないが、耐薬品性や柔軟性が良好であることなどからポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、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、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よい。なお、ポリオレフィン系樹脂の分子量および分子量分布は、特に限定されるものではないが、その重量平均分子量は、通常５０００〜５００００００であり、好ましくは２００００〜３０００００である。そして、重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎで示される分子量分布は、２〜８０であり、好ましくは３〜４０とされる。

被覆層形成用樹脂は、ＰＯＦ１３やコード１５に熱影響を与えないという観点で、その融点が１２０℃未満であることが好ましい。また、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、熱可塑性プラスチックの流れ試験方法であるＪＩＳ Ｋ ７２１０−１９７６に従い測定される値を用いる。ただし、被覆層形成用樹脂の融点が１２０℃以上であると、ＰＯＦ１３に対して、特にコア１１に加えられる熱量が大きくなり、コア１１の光学特性や形状の変化が生じやすくなるため好ましくない。このようなコア１１の不良は、軟化点が９０℃〜１０５℃のＰＭＭＡを主成分としたコア１１の場合に顕著に現れる。また、ＭＦＲが１０未満のときには、樹脂温度を上げなければ被覆装置として用いる押出機の押出（応力）負荷が大きくなるといった問題が生じるおそれがある。一方で、ＭＦＲが９５を超えると、均一の厚みで樹脂を被覆することができない。そのため、コア１１の断面の熱量が不均一になりやすく、屈折率分布の揺らぎなどの問題が生じるおそれがある。したがって、被覆層形成樹脂としては、融点１２０℃未満であり、ＭＦＲは１０以上９５以下であることが好ましく、さらに好ましくは、融点１２０℃未満であり、ＭＦＲは１５以上８０以下である。

上記のような被覆層が形成されているコード１５やケーブル１０は、適度な曲げ剛性を有する。曲げ剛性は、被覆樹脂のヤング率や被覆層の厚み、さらに、被覆樹脂内に強化繊維などを含ませることにより調整することができる。この曲げ剛性の測定は、コード１５の長さが２００ｍｍで、その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１５の引張りと同時に押し込みを行い、全長３０ｍであり５箇所の曲がりを有するモデル配管（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１０を通線するときの、コード引張張力を測定し、この測定値を曲げ剛性とする。なお、本発明では、コード引張張力の許容引張張力を約９０Ｎ以上とすることで、光通信システムのケーブル１０として好ましく用いることができる。

なお、本発明ではプリフォーム２１からケーブル１０を得るまでの一連の工程は、特に限定されるものではない。本実施形態では、ＰＯＦ１３の外周を被覆してコード１５を得る工程と、コード１５と抗張力線１６とを束ねた外周を被覆してケーブル１０とする工程とを別々の被覆設備を用いる形態を示したが、ＰＯＦ１３を搬送しながら、第１被覆工程２７と第２被覆工程２９とを連続的に行いコード１０を得る形態でもよい。

また、ＰＯＦ１３をＳＩ型ＰＯＦとしコアにＰＭＭＡを用いた場合には、クラッドにフッ素樹脂を用いることが好ましい。これは、コアのＰＭＭＡとクラッド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強靭性や機械強度に優れるＰＯＦを得ることができるためである。ＳＩ型ＰＯＦの製造方法は、特に限定されるものではなく、公知である方法を用いることができるが、溶融紡糸法を用いると、連続的に優れた生産性を発現させながらＰＯＦを製造することができるので好ましい。この溶融紡糸法では、複合紡糸ノズルからコアとなる重合体（例えば、ＰＭＭＡ）とクラッドとなる重合体（例えば、フッ素樹脂）とをそれぞれのホールごとに吐出した後、ノズルを用いてＰＭＭＡの周りにフッ素樹脂を被覆し複合化することにより、プリフォームを得る。そして、多数の引取ローラによりこのプリフォームを搬送しながら線引きを行って所望の径のＰＯＦを得ることができる。

なお、本発明により得られるケーブル１０は、従来品と比べて軸ずれに対する許容度が高いために、突き合せにより接合しても用いることができる。ただし、より好ましくは、光ケーブルの端部に接続用光コネクタを備えて、互いの接続部を確実に固定することである。また、コネクタは、一般に知られているＰＮ型，ＳＭＡ型，ＳＭＩ型などの市販の各種コネクタを利用することが可能である。そのため、ケーブル１０は、種々の発光素子や受光素子や光スイッチ，光アイソレータ，光集積回路，光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置などが組み合わされて好適に用いられる。この際、必要に応じて他の光ファイバなどと組合せてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用することができる。例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行）、日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」などを参考にすることができる。

また、これらの文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線，車両や船舶などの内部配線，光端末とデジタル機器，デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮなどをはじめとする高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。

さらに、ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ． ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４−Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ ２００１，ｐ．３３９−３４４ 「Ｈｉｇｈ−Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ Ｓｔａｒ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌 Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００ ４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開２００３−１５２２８４号公報に記載の導波路面に対する発光素子の配置；特開平１０−１２３３５０号、特開２００２−９０５７１号、特開２００１−２９００５５号などの各公報に記載の光バス；特開２００１−７４９７１号、特開２０００−３２９９６２号、特開２００１−７４９６６号、特開２００１−７４９６８号、特開２００１−３１８２６３号、特開２００１−３１１８４０号などの各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号などの公報に記載の光スターカプラ；特開２００２−６２４５７号、特開２００２−１０１０４４号、特開２００１−３０５３９５号などの各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム；特開２００２−２３０１１号などに記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号などに記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号などに記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号などの各公報に記載のマルチファンクションシステム；や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用したより高度な光伝送システムを構築することができる。

以下、実施例を示し、本発明の効果を具体的に説明する。ただし、本発明に関する実施例は、ここに示す形態に限定されるものではない。また、プリフォームやＰＯＦの製造条件および製造方法などに関して、実施例１において詳細に説明し、実施例２，３、実施例１と同じ場合には説明を省略する。なお、実施例２は、実施例１に対する比較例である。

実施例１では、図１に示す構造のケーブル１０を作製した。まず、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により、屈折率分布型構造を示し、外径が７５０μｍであるＰＯＦ１３を作製した。そして、コード製造設備４０（図４参照）により、このＰＯＦ１３の外周に低密度ポリエチレンを被覆して、厚みｔ１が２２５μｍである第１被覆層１４を設けたコード１５を作製した。次に、ケーブル製造設備６０（図５参照）により、このコード１５と、ポリエステル繊維からなる抗張力線１６を所定の構造となるように組合せた後、この外周に、厚みｔ２が５００μｍとなるように低密度ポリエチレンからなる第２被覆層１７を形成して、２本のコード１５が並列した間に抗張力線１６を配したケーブル１０を作製した。なお、実施例１では、第２被覆層１７を形成させる際に使用する被覆装置６３内の金型の形状を変更して、下記に示す実験１〜３を行った。

［実験１］
ｔを０．４ｍｍ、Ｔを２．２ｍｍとし、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．１８のケーブル１０を作製した。そして、このケーブル１０を用いて、伝送損失上昇（ｄＢ／ｋｍ）および引裂き強度（Ｎ）を測定したところ、伝送損失上昇は０であった。また、ケーブル１０のくびれ部１７ｃより引き裂いて、完全にくびれ部１７ｃが分離した際の強度を引き裂き強度として測定したところ、４．０Ｎであった。なお、伝送損失上昇および引張り強度の測定は、実施例１〜３ともに同じ方法を用いている。

［実験２］
ｔを０．５ｍｍ、Ｔを２．２ｍｍとし、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．２３のケーブル１０を作製した。そして、このケーブル１０を用いて、伝送損失上昇（ｄＢ／ｋｍ）および引裂き強度（Ｎ）を測定したところ、伝送損失上昇は０であり、引裂き強度は４．５Ｎであった。

［実験３］
ｔを０．７ｍｍ、Ｔを２．２ｍｍとし、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．３２のケーブル１０を作製した。そして、このケーブル１０を用いて、伝送損失上昇（ｄＢ／ｋｍ）および引裂き強度（Ｎ）を測定したところ、伝送損失上昇は１８であり、引裂き強度は８．５Ｎであった。

実施例２では、実施例１とＰＯＦ１３、コード１５ならびにケーブル１０の製造設備および条件は同じながら、抗張力線１６を用いることなく２本のコード１５のみを使用して、図６に示す構造のケーブル１０を作製した。そして、実施例１と同様に、ｔおよびＴを変更することにより、厚み比（ｔ／Ｔ）を変化させて３種類のケーブル１０を作製した（実験４〜６）。

［実験４］
ｔを０．３ｍｍ、Ｔを２．２ｍｍとし、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．１４のケーブル１０を作製した。そして、このケーブル１０を用いて、伝送損失上昇（ｄＢ／ｋｍ）および引裂き強度（Ｎ）を測定したところ、伝送損失上昇は０であり、引裂き強度は２．３Ｎであった。

［実験５］
ｔを０．５ｍｍ、Ｔを２．２ｍｍとし、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．２３のケーブル１０を作製した。そして、このケーブル１０を用いて、伝送損失上昇（ｄＢ／ｋｍ）および引裂き強度（Ｎ）を測定したところ、伝送損失上昇は０であり、引裂き強度は５．０Ｎであった。

［実験６］
ｔを０．７ｍｍ、Ｔを２．２ｍｍとし、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．３２のケーブル１０を作製した。そして、このケーブル１０を用いて、伝送損失上昇（ｄＢ／ｋｍ）および引裂き強度（Ｎ）を測定したところ、伝送損失上昇は１５であり、引裂き強度は９．０Ｎであった。

実施例１と同じ材料および製造設備、条件ながら、図７に示すように、コード被覆部１７ａの断面が略円形でないケーブル１０を作製した。このとき、ｔを０．５ｍｍ、Ｔを２．２ｍｍ、厚み比（ｔ／Ｔ）を０．２３とした。そして、このケーブル１０を用いて、伝送損失上昇（ｄＢ／ｋｍ）および引裂き強度（Ｎ）を測定したところ、伝送損失上昇は２０であり、引裂き強度は１０．０Ｎであった。

実施例１〜３の結果より、実験１，２および実験４，５では、伝送損失の上昇を確認することはできなかった。これらの中で、実験４では引裂き強度が小さく、かつ引裂け過ぎるという現象が確認された。一方で、その他の実験は、いずれも引裂き強度が４．０〜５．０Ｎ程度であり、引裂き時においては優れた安定性を示しながら容易に引裂くことができることを確認した。ただし、実験３，６では、伝送損失上昇が大きく、引裂き強度も大きくなった。この原因として、実験１，２，４，５では、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．１４〜０．２３の範囲であるのに対して、実験３，６では、厚み比（ｔ／Ｔ）がともに０．３２であり、他の実験に比べて大きい。このため、くびれ部１７ｃからの引裂き強度が大きくなり、かつ第２被覆層１７の潜熱によってコード１５などが熱ダメージを受けたために伝送損失が上昇したと考えられる。また、実施例３では、ＰＯＦ１３を含む径方向での断面が略円形でないケーブル１０を作製した。その結果、厚み比（ｔ／Ｔ）が０．２３であるにもかかわらず、伝送損失上昇および引き裂き強度がともに増大した。

以上より、複数の光ファイバコードを束ねた外周を被覆層で覆うとともに、光ファイバコードの間で被覆層の外周面に引き裂き用のくびれ部を有する光ファイバケーブルにおいて、くびれ部の厚みをｔとし、この厚み方向における前記光ファイバコードの被覆層の最大厚みをＴとするとき、厚み比（ｔ／Ｔ）を０．１５≦（ｔ／Ｔ）≦０．３０とし、かつコードを含む被覆層の断面形状が略円形とすると、低伝送損失でありながらも、素手で容易に引裂くことができるケーブルを得ることができることを確認した。

本発明のプラスチック光ファイバケーブルの一例の径方向に対する断面図である。 本発明のプラスチック光ファイバケーブルの製造工程図である。 本実施形態で使用したプラスチック光ファイバ素線を製造する際の加熱延伸設備の概略図である。 本実施形態で使用したコード製造設備の概略図である。 本実施形態で使用したケーブル製造設備の概略図である。 本発明でのプラスチック光ファイバケーブルの一例の径方向に対する断面図である。 実施例で作製したプラスチック光ファイバケーブルの一例の径方向に対する断面図である。

符号の説明

１０ ケーブル
１１ コア
１２ クラッド
１４ 第１被覆層
１５ 第２被覆層
１６ 抗張力線
１７ 第２被覆層
１７ａ コード被覆部
１７ｂ 抗張力線被覆部
１７ｃ くびれ部

Claims (6)

1. 複数の光ファイバコードを束ねた外周を被覆層で覆うとともに、前記光ファイバコードの間で前記被覆層の外周面に引き裂き用のくびれ部を有する光ファイバケーブルにおいて、
   前記くびれ部の厚みをｔとし、この厚み方向における前記光ファイバコードの被覆層の最大厚みをＴとするとき、厚み比（ｔ／Ｔ）を０．１５≦（ｔ／Ｔ）≦０．３０とすることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記くびれ部により引き裂いて前記各光ファイバコードを分離する際の引き裂き強度を２．６Ｎ以上７Ｎ以下とすることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。
3. 前記被覆層は前記光ファイバコードに密着していることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバケーブル。
4. 前記光ファイバコードの少なくとも１本が、プラスチック光ファイバ素線を有することを特徴とする請求項１ないし３いずれかひとつ記載の光ファイバケーブル。
5. 前記光ファイバコードを覆う被覆層の横断面形状は、略円形であることを特徴とする請求項１ないし４いずれかひとつ記載の光ファイバケーブル。
6. 前記光ファイバコードの間の前記被覆層には抗張力線が入れられており、前記抗張力線と前記各光ファイバコードとの間に位置する前記被覆層の外周面に前記くびれ部が形成されることを特徴とする請求項１ないし５いずれかひとつ記載の光ファイバケーブル。
   

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