JP2010117433A - プラスチック光ファイバケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な光学特性を有し、外観の優れたＰＯＦケーブルを得るための製造方法を提供する。
【解決手段】プラスチック光ファイバの外周に被覆内層（Ａ）と被覆外層（Ｂ）を被覆したプラスチック光ファイバケーブルの製造方法において、ニップルとダイスを備えた第１の押出被覆装置を用いて、プラスチック光ファイバの外周にポリアミド系樹脂被覆材からなる被覆内層（Ａ）を被覆して一次被覆ケーブルを形成し、ニップルとダイスを備えた第２の押出被覆装置を用いて、前記一次被覆ケーブルの外周にポリアミド系樹脂被覆材からなる被覆外層（Ｂ）を被覆する。
【選択図】なし

Description

本発明は、プラスチック光ファイバケーブルの製造方法に関するものであり、特に自動車や航空機、船舶、電車等の移動体内の短距離通信用配線として好適に用いることができるプラスチック光ファイバケーブルの製造方法に関する。

プラスチック光ファイバ（以下「ＰＯＦ」）は、自動車中の短距離のデータ通信や、センサー用途等で実用化されている。その際、ＰＯＦに耐熱性を付与するために、被覆材でＰＯＦの外周を保護したＰＯＦケーブルの形態として用いられることが多い。

特に自動車に搭載されるＰＯＦケーブルの被覆材には、高い耐熱性を持たせるためにポリアミド系樹脂が使用されている。これらの被覆樹脂には一般的に、難燃性を付与するために難燃剤が数％程度添加されたり、他のケーブルとの区別をするために意匠性目的で無機顔料等の着色剤が数％程度添加されたりする。しかし、難燃剤や着色剤等の添加物はポリアミド系樹脂と混ざりにくいために、添加物を含むポリアミド系樹脂組成物を用いてＰＯＦを被覆すると、ＰＯＦケーブル表面にコブやブツが出来やすく、外観の優れたＰＯＦケーブルを得ることは難しかった。

添加物を含む樹脂組成物によりＰＯＦを被覆して形成されたＰＯＦケーブルは、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献には、耐熱成、難燃性、耐摩耗性、柔軟性を有する被覆材として、水酸化マグネシウム及びメラミンシアヌレートが添加された、ポリアミド樹脂とマレイン化重合体とポリオレフィン樹脂との混合樹脂が記載されている。

押出被覆装置を用いてＰＯＦに被覆層を形成してＰＯＦケーブルを製造する方法は、例えば特許文献２に記載されている。この特許文献には、環境温度変化に対して安定であり、機械的強度にも優れるＰＯＦケーブルを提供することを目的とし、ニップルの先端がダイスの先端よりも内方に位置している押出被覆装置を用いてＰＯＦの外周にナイロン被覆を施し、ナイロン被覆のドローダウン比を特定の範囲に設定するＰＯＦケーブルの製造方法が記載されている。
特開２００４−５３７０７号公報 特開２００１−１７４６７７号公報

前述の通り、添加物を含むポリアミド系樹脂組成物を用いてＰＯＦを被覆すると、表面に凸部が発生しやすく、従来の製造方法では、被覆層の表面が平滑で外観の優れたＰＯＦケーブルを製造することは困難であった。

本発明の目的は、十分な光学特性を有し、外観の優れたＰＯＦケーブルを得るための製造方法を提供することである。

本発明は、プラスチック光ファイバの外周に被覆内層（Ａ）と被覆外層（Ｂ）を被覆したプラスチック光ファイバケーブルの製造方法であって、
ニップルとダイスを備えた第１の押出被覆装置を用いて、プラスチック光ファイバの外周にポリアミド系樹脂被覆材からなる被覆内層（Ａ）を被覆して一次被覆ケーブルを形成する工程と、
ニップルとダイスを備えた第２の押出被覆装置を用いて、前記一次被覆ケーブルの外周にポリアミド系樹脂被覆材からなる被覆外層（Ｂ）を被覆する工程を含む、プラスチック光ファイバケーブルの製造方法である。

前記第１の押出被覆装置において、前記プラスチック光ファイバの通路の中心軸に対して傾斜するニップル外周面とダイス内周面の隙間の当該中心軸に平行な距離Ｌ１が１ｍｍ以上３.５ｍｍ以下の範囲にあり、
前記第２の押出被覆装置において、前記一次被覆ケーブルの通路の中心軸に対して傾斜するニップル外周面とダイス内周面の隙間の当該中心軸に平行な距離Ｌ２が１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲にある、上記のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法であることが好ましい。

距離Ｌ１が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲にあり、距離Ｌ２が２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲にある、上記のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法であることが好ましい。

前記第１の押出被覆装置は、ニップルの先端がダイスの先端より内方に位置している充実式の押出被覆装置であり、
前記第２の押出被覆装置は、ニップルの先端がダイスの先端に達するチューブ式の押出被覆装置である、上記のいずれかのプラスチック光ファイバケーブルの製造方法であることが好ましい。

前記第１の押出被覆装置において、前記プラスチック光ファイバの通路の中心軸に対して傾斜するニップル外周面と当該中心軸とのなす角度θが４５度以上６５度以下の範囲にあり、
前記第２の押出被覆装置において、前記一次被覆ケーブルの通路の中心軸に対して傾斜するニップル外周面と当該中心軸とのなす角度θ’が３０度以上６５度以下の範囲にあり、
被覆時のドローダウン比（ＤＤＲ）が下記式（１）：
ＤＤＲ＝（Ｄｄ²−Ｄｇ²）／（Ｄｃ²−Ｄｗ²） （１）
（式中、Ｄｄはダイス孔径、Ｄｇはニップル先端の外径を示し、第１の押出被覆装置による被覆ではＤｃは一次被覆ケーブルの外径、Ｄｗはプラスチック光ファイバの外径を示し、第２の押出被覆装置による被覆ではＤｃは被覆外層（Ｂ）を被覆後のケーブルの外径、Ｄｗは一次被覆ケーブルの外径を示す。）
で定義されるとき、
被覆内層（Ａ）の被覆時のドローダウン比（ＤＤＲ（Ａ））及び被覆外層（Ｂ）の被覆時のドローダウン比（ＤＤＲ（Ｂ））がそれぞれ下記式（２）及び式（３）：
０．７≦ＤＤＲ（Ａ）≦１．１ （２）
３≦ＤＤＲ（Ｂ）≦４ （３）
を満足する、上記のいずれかのプラスチック光ファイバケーブルの製造方法であることが好ましい。

被覆内層（Ａ）のポリアミド系樹脂被覆材がナイロン１２又はナイロン１１を含み、
被覆外層（Ｂ）のポリアミド系樹脂被覆材がナイロン６１２又はナイロン１２を含む、上記のいずれかのプラスチック光ファイバケーブルの製造方法であることが好ましい。

本発明の製造方法によれば、ＰＯＦケーブルの光学特性を損ねることなく、厚みが均一な被覆層を形成することができ、外観の優れたＰＯＦケーブルを提供することができる。

本発明の一実施形態によれば、ＰＯＦの外周に形成する被覆内層（Ａ）と被覆外層（Ｂ）をそれぞれ異なる構造の押出被覆装置で２段階で形成することによって、好ましくは押出被覆装置内の樹脂の流路サイズ（ダイスとニップルの間の隙間の距離）や流路方向（中心軸に対するニップル外周面の角度）、ドローダウン比を特定の範囲内に設定することによって、ＰＯＦケーブルの光学特性を損なうことなく、被覆材料を均一な厚さに被覆でき、難燃剤や着色剤等の添加物を含む樹脂を被覆する場合であっても、表面にコブやブツ等の凸部のない平滑な被覆層が形成でき、ＰＯＦケーブルの外観を向上できる。

以下に、図１、図２−１、図２−２、図３−１及び図３−２を用いて本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の製造方法によって製造されるＰＯＦケーブル１０の一実施形態を示す断面図である。芯１１Ａおよびその外周に形成された第１鞘１１Ｂと第１鞘１１Ｂの外周上に形成された第２鞘１１ＣからなるＰＯＦ１２の外周に、被覆内層（Ａ）１３が形成され、さらにその外側に被覆層外層（Ｂ）１４が形成されている。

ここで、ＰＯＦとしては、図１に示されたようなＳＩ（ステップインデックス）型ＰＯＦの他、公知のものが使用でき、例えば、中心から外周に向かって連続的に芯の屈折率が低下するＧＩ（グレーテッドインデックス）型ＰＯＦ、中心から外周に向かって芯の屈折率が段階的に低下する多段（マルチステップ）型ＰＯＦ、複数の芯を鞘で取り囲んで一纏めにしたマルチコアＰＯＦなどが挙げられる。なかでもＰＯＦを広帯域化して高速信号伝送を行うには、多段型ＰＯＦを用いることが好ましい。なお、ＧＩ型ＰＯＦまたは多段型ＰＯＦの外周にさらに鞘を被覆したものを使用してもよい。

芯には、各種の透明性の高い重合体が使用され、特に限定されるものではないが、メタクリレート単位を構成単位として含む重合体を使用できる。例えば、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレート単位を主構成単位とする共重合体（メチルメタクリレート系共重合体）、フッ素化アルキルメタクリレート単位を主構成単位とする共重合体が挙げられる。これらのなかでは、耐熱性と透明性の点から、メチルメタクリレート単独重合体及びメチルメタクリレート系共重合体が好ましく、メチルメタクリレート単独重合体が特に好ましい。メチルメタクリレート系共重合体としては、メチルメタクリレート単位を７０質量％以上含むものが好ましく、８０質量％以上含むものがより好ましく、９０質量％以上含むものがさらに好ましい。

芯の外周に形成される鞘は、１層から形成されていても、２層以上の複数層から形成されてもよい。鞘を形成する樹脂としては、ＰＯＦの鞘材として公知の材料を適宜選択することができるが、フッ素系透明樹脂を好適に用いることができる。フッ素系透明樹脂としては、フッ素化メタクリレート系重合体や、フッ化ビニリデン系重合体、テトラフルオロエチレン系重合体等の含フッ素オレフィン系樹脂が挙げられる。

ＰＯＦケーブルの機械特性、耐熱性および耐衝撃性を十分に確保する点から、鞘を２層以上の複数層から形成することが好ましい。鞘の最外層に位置する鞘層には、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）単位を構成単位として含む含フッ素オレフィン系樹脂を用いることが好ましく、特に、結晶融解熱が５９ｍＪ／ｍｇ以下のものが好ましい。

ＴＦＥ単位を含む含フッ素オレフィン系樹脂としては、ＴＦＥ単位と、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）単位、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）単位、パーフルオロ（フルオロ）アルキルビニルエーテル（ＦＶＥ）単位のうち少なくとも１種と含む共重合体、ＶｄＦ単位とＴＦＥ単位とヘキサフルオロアセトン単位を含む共重合体、ＴＦＥ単位とＨＦＰ単位とエチレン単位を含む共重合体が挙げられるが、こられに限定されるものではない。ＴＦＥ単位との共重合成分としては、低コストであり、透明性が高く、かつ耐熱性に優れる点から、ＶｄＦ単位、ＨＦＰ単位、ＦＶＥ単位が特に好ましい。

複数層からなる鞘の内側の鞘層に好ましい樹脂としては、フッ素化メタクリレート系重合体や、フッ化ビニリデン系重合体等の含フッ素オレフィン系樹脂などのＰＯＦの鞘材として公知の材料を使用できる。特にフッ素化メタクリレート系重合体は、屈折率の調整が容易で、良好な透明性および耐熱性を有しながら屈曲性、加工性に優れる重合体であるため好ましい。

上述のＰＯＦは、溶融紡糸法などの公知の方法で製造できる。７０〜１０５℃程度の高温環境下や、温度差の激しい環境下でのＰＯＦケーブル使用時のピストニングを抑制する点から、得られたＰＯＦに対して連続もしくはバッチ処理によってアニール処理を施すことが好ましい。

以上に説明したＰＯＦに、ＰＯＦ外周面に接する被覆内層（Ａ）と、被覆内層（Ａ）の外周面に接する被覆外層（Ｂ）を形成して、ＰＯＦケーブルを得ることができる。

ＰＯＦの被覆においては、被覆内（Ａ）層を形成する被覆材Ａおよび被覆外層（Ｂ）を形成する被覆材Ｂを、異なる構造のクロスヘッドダイを備えた押出被覆装置を用いて、２段階で被覆する。ニップルとダイスが二段になったクロスヘッドを用いて二層一括で被覆するよりも、コブやブツの発生が抑えられた滑らかなＰＯＦケーブルを容易に得る点から、被覆内層Ａと被覆外層Ｂを２段階で被覆することが好ましい。

まず、ＰＯＦに被覆内層（Ａ）を被覆したＰＯＦケーブル（以下「一次被覆ケーブル」）の製造方法について説明する。

被覆内層（Ａ）に用いられる被覆材Ａは、ＰＯＦとの密着性、および加工性の点から、ポリアミド系樹脂が好ましい。ポリアミド系樹脂は、比較的融点が低いため被覆しやすく（加工性が良い）、融点が２００℃以下のものが好ましく、１９０℃以下のものがより好ましい。またポリアミド系樹脂は、主鎖中のアミド結合の作用により密着性の高い被覆層を形成できる。特に、ＰＯＦの最外層にフッ素系樹脂を用いた場合、フッ素系樹脂のＣ−Ｆ結合とポリアミド系樹脂のアミド結合との相互作用により高い密着性が得られる。

ポリアミド系樹脂としては、例えば、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６−１２などの単独重合体や、これら重合体の単量体単位の組み合わせからなるナイロン共重合体、これらの重合体を所望の比率で混練した樹脂混合物、これら重合体に柔軟なセグメントを導入したナイロン系エラストマー、あるいはナイロン系エラストマーと他のポリアミド系樹脂を含む混合物などが挙げられる。

被覆材Ａとして用いられるポリアミド系樹脂としては、耐熱性、耐屈曲性、耐薬品性等の点から、ナイロン１１、ナイロン１２の単独重合体が好ましい。ナイロン１１、ナイロン１２の単独重合体は、被覆工程における成形性が良好で、かつ適度な融点を有しているため、ポリメタクリル酸メチルの単独重合体又はメタクリル酸メチルを主成分とする共重合体をコア材とするＰＯＦの伝送性能を低下させることなく容易にＰＯＦを被覆することができる。これらの重合体は、さらに寸法安定性、およびＰＯＦとの密着性にも優れることから、特にＰＯＦケーブルが自動車内ＬＡＮ用途として用いられる際に問題となる熱収縮やピストニングの発生を効果に防止できる。また、自動車内通信用途では、ＰＯＦケーブルにバッテリー液耐性が要求されるが、ナイロン１１、ナイロン１２の単独重合体は、ナイロン系樹脂の中でも特に優れたバッテリー液耐性を有する。

被覆材Ａには、ＰＯＦ内部への外光の入射を防止する機能を付与するためにカーボンブラックなどの遮光材を含有させてもよく、十分な光遮断効果を得るために、被覆層の本来目的とする効果を損なわない範囲で、例えば０．１質量％以上５質量％以下の範囲で含有させることができる。

被覆材Ａには、所望の効果が損なわれない範囲内で、他の熱可塑性樹脂を添加してもよい。被覆材Ａの樹脂成分中のポリアミド系樹脂の含有率は、ポリアミド系樹脂による所望の効果を十分に得る点から、６０質量％以上に設定することが好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましく、９０質量％以上が特に好ましい。

次に、一次被覆ケーブルの製造に用いられる押出被覆装置について説明する。図２−１及び図２−２は、クロスヘッド先端に取り付けられたニップル２３およびダイス２４、２５を示す。ニップル２３の通路をその中心軸に沿ってＰＯＦ２１が通過し、流路２２を被覆材Ａが通過する。その後、流路２２を通過した被覆材Ａは角度θでＰＯＦ２１に合流し、被覆材ＡがＰＯＦ２１に被覆され、一次被覆ケーブル２６が形成される。このように、ニップルの先端（通路の先端）がダイス（ダイス押さえ２５を含む）の先端より内方に位置している充実式の押出被覆装置では、ダイス内において被服材料ＡとＰＯＦとが合流する。ニップルの先端からダイスの先端までの距離は、通常の充実式押出被覆装置の範囲に設定できる。

樹脂流路２２とＰＯＦ２１の通路の中心線とのなす角度θ（ニップル２３の外周面と中心軸とのなす角度）、すなわち被覆材ＡがＰＯＦに接する角度は４５度以上６５度以下の範囲であることが好ましい。これにより、被覆材ＡがＰＯＦに適度な圧力で被覆されるため、被覆内層（Ａ）をより薄く、コブやブツの発生を抑えて均一な一次被覆ケーブルを得ることができる。より十分な効果を得る点から、角度θは、５０度以上がより好ましく、一方６０度以下がより好ましく、５５度以下がさらに好ましい。角度θが小さすぎると、被覆材ＡをＰＯＦに均一な厚みで被覆することが難しくなる傾向にあり、一方、角度θが大きすぎると、高温に加熱された被覆材ＡがＰＯＦに与える熱や応力が大きくなり、ＰＯＦの光学特性が低下する場合がある。

また樹脂材料Ａを均一に被覆するためには、図２−１に示す、ニップル外周面とダイス内周面との隙間の中心軸に平行な距離Ｌ１を特定の範囲に調製することが望ましい。距離Ｌ１は、ダイス押さえ２５のねじを緩くしたり、締めたりすることで調節することが可能である。ダイス押さえのねじ山長さを所望の長さに設定し、距離Ｌ１を広く取り樹脂流量を多くしたい時はダイス押さえ２５を緩め、距離Ｌ１を狭くし樹脂流量を少なくしたい時はダイス押さえ２５を締めることで樹脂流量の調節が可能である。

ニップル・ダイス間の距離Ｌ１は、例えば１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲で設定することができ、１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下がより好ましく、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にすることが更に好ましい。

ニップル・ダイス間の距離Ｌ１が長すぎると、ダイス内に樹脂が滞留して樹脂の劣化や樹脂内にカスや炭化物が発生しやすくなったり、被覆材の圧力不足や過剰な供給により一次被覆ケーブルの表面にコブやブツが発生しやすくなったりする。距離Ｌ１が短すぎると、ＰＯＦに高温に加熱された被覆材による圧力がかかり過ぎ、ＰＯＦに与える熱や応力が大きくなり、ＰＯＦの光学特性が低下したり、樹脂材料の供給不足により均一な外形の一次被覆ケーブルを得ることが困難になる。

特に、一次被覆ケーブルの表面にコブやブツなどの凸凹部があると、一次被覆ケーブルの外周に被覆樹脂（Ｂ）を被覆する際に、糸切れが起こったり、一次被覆ケーブルに余分な応力がかかり光学特性が低下したり、外径不良が発生したりするため、一次被覆ケーブルの表面の凸凹はできる限り抑えることが望ましい。

一次被覆ケーブルの表面をより均一で滑らかにするために、ドローダウン比（以下「ＤＤＲ」）を特定の範囲に設定することが望ましい。

ＤＤＲとは、ダイスの開口部（ダイス孔）から吐出される際の被覆材の断面積と、ＰＯＦケーブル（ここでは一次被覆ケーブル）における被覆材の断面積の比であり、例えば図２−２に示される場合のＤＤＲは次式（１）で表される。

ＤＤＲ＝（Ｄｄ²−Ｄｇ²）／（Ｄｃ²−Ｄｗ²） （１）
式中、Ｄｄはダイス孔径（ダイス孔の先端部の径：開口径）、Ｄｇはニップル先端の外径、Ｄｃは一次被覆ケーブルの外径、ＤｗはＰＯＦの外径を表す。

実際にＤＤＲの調整を行う際には、ＰＯＦの外径（Ｄｗ）や一次被覆ケーブル外径（Ｄｃ）は製品毎にスペックが決まっているため、押出被覆装置においてダイスとニップルのサイズやその組み合わせを変えることで所望のＤＤＲに設定することができる。

一次被覆ケーブルの形成において、ＤＤＲは０．７以上１．１以下の範囲にあることが好ましく、０．７５以上０．９５以下の範囲にあることがより好ましい。

ＤＤＲが小さすぎると、ＰＯＦに被覆材Ａが均一に被覆されず、一次被覆ケーブルの表面が荒れ、外径が不均一になってしまう。一方、ＤＤＲが大きすぎると、被覆材Ａの供給量が多くなりすぎて、ＰＯＦに熱応力がかかり、光学特性が低下するだけではなく、一次被覆ケーブルの表面にコブやブツが発生しやすくなる。

被覆温度は、１９０℃〜２２０℃の範囲が好ましく、２００〜２１５℃の範囲がより好ましい。被覆速度は、５０〜９０ｍ／ｍｉｎの範囲が好ましく、７０〜９０ｍ／ｍｉｎの範囲がより好ましく、７５〜８５ｍ／ｍｉｎの範囲が特に好ましい。

上述の方法によれば、凸凹検知器（±４０μｍ以上の凸凹を検知するように設定）による検査において５０００ｍの長さにわたって凸凹が検出されない一次被覆ケーブルを形成できる。

次に、一次被覆ケーブルに被覆外層（Ｂ）を被覆したＰＯＦケーブル（以下「二次被覆ケーブル」）の製造方法について説明する。

被覆外層（Ｂ）の被覆においては、耐熱性と加工性（被覆性）などに加えて、特に外径斑（ブツ、コブ等の凸部）の発生防止を考慮する。また、得られた二次被覆ケーブルを使用する際には、一般的に被覆外層（Ｂ）を剥ぎ取って露出した被覆内層（Ａ）にプラグ等の接続部を取り付けるため、被覆外層（Ｂ）と被覆内層（Ａ）との適度な密着性を考慮する。

被覆外層（Ｂ）に用いられる被覆材Ｂは、被覆内層（Ａ）との密着性、加工性、耐熱性、低酸素透過性、耐薬品性、機械的強度等の点から、ポリアミド系樹脂を用いることが好ましい。

ポリアミド系樹脂としては、ナイロン１２、ナイロン６１２などの単独重合体、これら重合体の単量体単位を含む共重合体、これら重合体を所望の比率で混練した樹脂混合物、これら重合体に柔軟なセグメントを導入したナイロン系エラストマー、あるいはナイロン系エラストマーと他のポリアミド系樹脂を含む樹脂混合物などが挙げられる。これらのなかでも、ナイロン１２、ナイロン６１２の単独重合体が好ましい。

被覆材Ｂには、所望の効果を損なわない範囲で難燃剤を添加して難燃性を付与することが好ましい。難燃性を十分に発揮させる点から、被覆材Ｂに難燃剤を５から３０質量％の範囲で含有させることが好ましい。難燃剤の含有量が少なすぎると十分な難燃効果が得られず、多すぎると強度などの樹脂材料本来の所望の効果が低減する。

難燃剤としては、各種の金属水酸化物、リン化合物、トリアジン系化合物など公知のものが挙げられるが、ポリアミド系樹脂に対する難燃性の効果が大きいトリアジン系化合物が好ましく、この中でもメラミンシアヌレート系難燃剤がより好ましい。メラミンシアヌレート系難燃剤はナイロン樹脂の難燃剤として一般的に使用されているものを用いることができる。

メラミンシアヌレート系難燃剤を用いる場合、適度な粒径を持つ粉体を用いることが好ましく、その粒径は５μｍ以上５０μｍ以下の範囲が好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下の範囲がより好ましい。粒径が小さすぎると、パウダー状となって、静電気による凝集性が非常大きくなり、押出機で溶融混錬してもナイロン樹脂中への分散性・溶解性が不十分となり、被覆層表面のコブやブツの発生の一因となる。粒径が大きすぎると、被覆材中での分散性が低下し、被覆層表面にコブやブツが発生しやすくなる。

さらに、ＰＯＦケーブルを自動車内通信用途等の配線として用いる場合には、他の配線物との判別性や、意匠性を持たせるため、被覆材Ｂに各種の染料、色素等の着色剤を添加してもよい。

被覆材Ｂには、所望の効果が損なわれない範囲内で、他の熱可塑性樹脂を添加してもよい。被覆材Ｂの樹脂成分中のポリアミド系樹脂の含有率は、ポリアミド系樹脂による所望の効果を十分に得る点から、６０質量％以上に設定することが好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上がさらに好ましく、９０質量％以上が特に好ましい。

次に、二次被覆ケーブルの製造に用いられる押出被覆装置について説明する。図３−１及び図３−２は、クロスヘッド先端に取り付けられたニップル３２およびダイス３４、３５を示す。チューブ式ニップル３２の通路をその中心軸に沿って一次被覆ケーブル３３が通過し、流路３１を被覆材Ｂが通過する。流路３１は、中心軸に対して角度θ’で配置された後、ニップルの通路の中心軸に平行となり、先端へいたる。ニップルの先端（通路の先端）とダイス（ダイス押さえ３４を含む）の先端（開口の先端）が中心軸上で同一の位置にある。被覆材Ｂはダイス３５の先端外部で一次被覆ケーブル３３と合流し、被覆され、二次被覆ケーブル３６が形成される。ニップル先端部の外周が中心軸と平行な部分（流路３１が中心軸に平行な部分）の長さは、通常のチューブ式押出被覆装置の範囲に設定できる。

二次被覆ケーブルは使用する際に、被覆外層（Ｂ）を剥ぎ取り、露出した被覆内層（Ａ）にプラグなどの接続部を取り付ける観点から、二次被覆ケーブルから被覆外層（Ｂ）のみが容易に引き抜けることが望ましい。前述の被覆内層（Ａ）の被覆に用いた充実（加圧）式のニップルを用いた充実式押出被覆装置による被覆に比較して、チューブ式のニップルを用いたチューブ式押出被覆装置による被覆では、下地に対する被覆層の密着性を低くできる。よって、被覆外層（Ｂ）の被覆は、被覆内層（Ａ）に対する密着性を適度に弱めて被覆することできる。一方、被覆内層（Ａ）の被覆には、下地に対する被覆層の密着性を高めることができる充実式押出被覆装置を用いるため、被覆内層（Ａ）とＰＯＦの密着性を高くでき、被覆外層（Ｂ）の引き抜きに際して被覆内層（Ａ）が引き抜かれ難くなる。

樹脂流路３１の傾斜部とＰＯＦ３３の通路の中心線とのなす角度θ’（ニップル３２の外周面と中心軸とのなす角度）は、３０度以上６５度以下の範囲であることが好ましい。より十分な効果を得る点から角度θ’は、４０度以上が好ましく、５０度以上がより好ましく、５５度以上がより好ましく、一方６０度以下がより好ましい。これにより、被覆材ＢがＰＯＦ一次被覆ケーブルに適度な圧力で被覆されるため、被覆外層（Ｂ）をより薄く、コブやブツの発生を抑えて均一なＰＯＦ二次被覆ケーブルを得ることができる。角度θ’が小さすぎると、被覆材ＢをＰＯＦに均一な厚みで被覆することが難しくなる傾向にあり、一方、角度θが大きすぎると、被覆時にＰＯＦ一次被覆ケーブルにかかる圧力が高くなり過ぎ、高温に加熱された被覆材ＢがＰＯＦ一次被覆ケーブルに与える熱や応力が大きくなり、ＰＯＦの光学特性が低下する場合がある。

また樹脂材料Ｂを均一に被覆するためには、図３−１に示す、チューブ式ニップルの外周面の傾斜部とダイス内周面との隙間の中心軸に平行な距離Ｌ２を特定の範囲に調整することが望ましい。

距離Ｌ２は、例えば１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲で設定することができ、２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下が好ましく、２．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下がより好ましく、２．７ｍｍ以上３．２ｍｍ以下にすることが更に好ましい。

距離Ｌ２が短すぎると、一次被覆ケーブルに十分な量の樹脂材料Ｂが供給されず、均一な外径の二次被覆ケーブルを得ることが困難になる。距離Ｌ２が長すぎると、樹脂の供給量が多くなりすぎて二次被覆ケーブルの表面にコブやブツが発生しやすくなる。

二次被覆ケーブルの表面をより均一で滑らかにするために、ＤＤＲを特定の範囲に設定することが望ましい。

先に述べたようにＤＤＲとは、ダイスの開口部（ダイス孔）から吐出される際の被覆材の断面積と、ＰＯＦケーブル（ここでは二次被覆ケーブル）における被覆材の断面積の比であり、例えば図３−２に示される場合のＤＤＲは次式（１）で表される。

ＤＤＲ＝（Ｄｄ²−Ｄｇ²）／（Ｄｃ²−Ｄｗ²） （１）
式中、Ｄｄはダイス孔径（ダイス孔の先端部の径：開口径）、Ｄｇはニップル先端の外径、Ｄｃは二次被覆ケーブルの外径、Ｄｗは一次被覆ケーブルの外径を表す。

実際にＤＤＲの調整を行う際には、一次被覆ケーブルの外径（Ｄｗ）や二次被覆ケーブル外径（Ｄｃ）は製品毎にスペックが決まっているため、押出被覆装置においてダイスとニップルのサイズやその組み合わせを変えることで所望のＤＤＲに設定することができる。

二次被覆ケーブルの形成において、ＤＤＲは３以上４以下の範囲にあることが好ましく３以上３．５以下の範囲にあることがより好ましい。

ＤＤＲが小さすぎると、被覆材のポリマーの分子配向が不十分となり、ケーブルの機械的強度が低下したり、ダイスから吐出された被覆材が一次被覆ケーブルを覆った直後に固化しやすくなり、均一に被覆されず、二次被覆ケーブルの表面が荒れ、外径が不均一になったりする。一方、ＤＤＲが大きすぎると、被覆材Ｂの供給量が多くなりすぎて、二次被覆ケーブルの表面にコブやブツが発生しやすくなったり、被覆樹脂の熱収縮が大きくなるためにＰＯＦにかかる熱応力が大きくなり、光学特性が低下したりする恐れがある。

被覆温度は、１９０〜２２０℃の範囲が好ましく、２００〜２１５℃の範囲がより好ましい。被覆速度は、６０〜９０ｍ／ｍｉｎの範囲が好ましく、７０〜９０ｍ／ｍｉｎの範囲がより好ましく、７５〜８５ｍ／ｍｉｎの範囲が特に好ましい。

上記の方法によれば、凸凹検知器（±１００μｍ以上の凸凹を検知するように設定）による検査において５０００ｍの長さにわたって凸凹が検出されない二次被覆ケーブルを形成できる。

以上に説明した製造方法によれば、光学特性の低下を抑えながら、表面が滑らかな二次被覆ケーブルを得ることができる。このようにして得られたＰＯＦケーブルは、耐熱性に加え、機械的強度、伝送損失増加が少ないことを要求される自動車内通信配線等の情報伝達用途に好適に用いることできる。

以下、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明の範囲がこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例における各評価方法は次の通りである。

［外径測定］
アンリツ社製のレーザ外径測定機（型名：ＫＬ１００３ＢＮ）を用いて一次被覆ケーブルおよび二次被覆ケーブルの外径を測定した。

［凸凹測定］
タキカワエンジニアリング社製の外径凸凹検出器（型名：ＴＭ−１０００ＸＹ）を用いて１５００ｍの一次被覆ケーブル及び二次被覆ケーブルの表面の凸凹を測定した。一次被覆ケーブルの測定条件は±４０μｍ以上の凹凸を検知できるように設定し、二次被覆ケーブルの測定条件は±１００μｍ以上の凹凸を検知できるように設定した。

［被覆状態の評価］
一次被覆ケーブル及び二次被覆ケーブルについて、表面を目視で観察し、上記の凹凸測定による結果と併せて以下の基準で評価した。

表面が滑らかで光沢があり、凸凹測定器が凹凸を検知しないものを優良（表中◎で表す）、良く見ると一部に小さな凸凹（コブ）が見られるが、全体的に表面が滑らかであり、凸凹測定器が凹凸を検知しないものを良（表中○で表す）、若干の小さな凹凸が見られ、凸凹測定器が凹凸を１〜２回程度検知するが、大きな凸凹は見られないものを可（表中△で表す）、凸凹測定器が凹凸を数回以上検知し、大きな凹凸が見られるものを不良（表中×で表す）と判断した。

［伝送損失］
励振ＮＡ０．１、測定波長６５０ｎｍの光を用い、ＰＯＦの伝送損失を２０ｍ−５ｍカットバック法にて測定した。

［実施例１］
芯材として、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）の単独重合体（ＰＭＭＡ）、鞘材（第１鞘材）として、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭ）／１，１，２，２−パーフルオロデシルメタクリレート（１７ＦＭ）／ＭＭＡ／メタクリル酸（ＭＡＡ）＝３１／５０／１８／１（質量％）の共重合体を用い、保護層の材料（第２鞘材）として、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン＝６０．５／３４．５／５．０（ｍｏｌ％）の共重合体を用い、これらを溶融して同心円状に中心から順次積層して複合紡糸し、芯径９７０μｍ、鞘厚５μｍ、保護層厚１０μｍの外径１．０ｍｍのＰＯＦを得た。

次いで、被覆材Ａとして、表１に示した樹脂組成物を用い、これを断面が図２−１で示す押出被覆装置に供給して、被覆時の樹脂温度を２１５℃に設定し、ＰＯＦの外周に被覆材Ａを一定速度８０ｍ／ｍｉｎで被覆して被覆内層（Ａ）を形成し、外径１．５２ｍｍの一次被覆ケーブルを得た。

ダイス２４の孔径はＰＯＦとの密着強度を高めるために１．５ｍｍとし、ニップルは充実式の外径１．１ｍｍのものを使用することで、被覆時のドローダウン比（ＤＤＲ）は０．７９であった。ニップルとダイス間距離Ｌ１を１．５ｍｍとし、被覆材流路２２とＰＯＦ通路の中心軸とのなす角度θは６０°のものを用いた。

このようにして得られた一次被覆ケーブルの被覆形態は、光沢があり凸凹のない優良なものであった。

次いで、得られた一次被覆ケーブルに被覆材Ｂとして、表１に示した樹脂組成物を用い、これを断面が図３−１で示す押出被覆装置に供給して、被覆時の樹脂温度を２１５℃に設定し、一次被覆ケーブルの外周に被覆材Ｂを一定速度８０ｍ／ｍｉｎで被覆して被覆外層（Ｂ）を形成し、外径２．３０ｍｍのＰＯＦケーブルを得た。

ニップルはチューブ式のものを使用し、ニップル先端の外径は２．１ｍｍとし、ダイス３５の孔径は３．７ｍｍのものを使用することで、被覆時のＤＤＲは３．１１であった。被覆材流路３１と一次被覆ケーブル通路の中心軸とのなす角度θ’は６０°のものを用いた。ニップルとダイス間距離Ｌ２は３．０ｍｍとした。

このようにして得られた二次被覆ケーブルの被覆状態は、凸凹のない優良なものであった。また、得られた二次被覆ケーブルの伝送損失を測定したところ、１２８ｄＢ／ｋｍであり、優れた伝送性能を示した。結果を表２に示す。

［実施例２〜３］
実施例１と同様の方法で作製したＰＯＦ、実施例１と同じ被覆材Ａおよび被覆材Ｂを用いて、下記の通り被覆条件を変更した以外は実施例１と同様の方法で一次被覆ケーブルを作製し、続いて二次被覆ケーブルを作製した。

被覆材流路とＰＯＦ通路の中心軸とのなす角度θが表２に記載した角度の押出被覆装置を用いて、ＰＯＦの外周に、被覆材Ａを被覆して被覆内層（Ａ）を形成し、外径１．５２ｍｍの一次被覆ケーブルを得た。次いで得られた一次被覆ケーブルに被覆材Ｂを実施例１と同じ条件で被覆して被覆外層（Ｂ）を形成し、二次被覆ケーブルを得た。

実施例２〜３により得られた二次被覆ケーブルの被覆状態はいずれも優良であった。その結果を表２に示す。

［実施例４〜６］
実施例１と同様の方法で作製したＰＯＦ、実施例１と同じ被覆材Ａおよび被覆材Ｂを用いて、下記の通り被覆条件を変更した以外は実施例１と同様の方法で一次被覆ケーブルを作製し、続いて二次被覆ケーブルを作製した。

一次被覆ケーブルは実施例１と同じ被覆条件で作製した。二次被覆ケーブルは、被覆材流路と一次被覆ケーブル通路の中心軸とのなす角度θ’が表３に記載した角度の押出被覆装置を用いて、二次被覆ケーブルを得た。

実施例４〜６により得られた二次被覆ケーブルの被覆状態は、凸凹測定器が検知しない程度の極小さなコブは見られたものの、全体的に表面が滑らかで良好であった。その結果を表２に示す。

［実施例７〜１０］
被覆内層（Ａ）の形成におけるＬ１および被覆外層（Ｂ）の形成におけるＬ２を表２に示す通りにした以外は、実施例１と同様にして、一次被覆ケーブルを作製し、次いで二次被覆ケーブルを作製した。その結果を表２に示す。

［実施例１１〜２６］
被覆条件を表３に示す通りにした以外は、実施例１と同様にして、一次被覆ケーブルを作製し、次いで二次被覆ケーブルを作製した。その結果を表３に示す。

［比較例１〜９］
被覆条件を表３に示す通りにした以外は、実施例１と同様にして、一次被覆ケーブルを作製し、次いで二次被覆ケーブルを作製した。得られた二次被覆ケーブルは、外径斑が大きく、表面には大きな凸凹があった。また得られた二次被覆ＰＯＦケーブルの伝送損失は２００ｄＢ／ｋｍを超え、光学特性も低かった。結果を表３に示す

本発明のプラスチック光ファイバケーブル（ＰＯＦケーブル）の製造方法により得られるＰＯＦケーブルの一例を示す断面図である。 本発明のＰＯＦケーブルの製造方法における被覆内層（Ａ）の形成に使用される被覆装置の一例（クロスヘッド部分）を示す部分断面図である。 本発明のＰＯＦケーブルの製造方法における被覆内層（Ａ）の形成に使用される被覆装置の一例を説明するための模式的部分断面図である。 本発明のＰＯＦケーブルの製造方法における被覆外層（Ｂ）の形成に使用される被覆装置の一例（クロスヘッド部分）を示す部分断面図である。 本発明のＰＯＦケーブルの製造方法における被覆外層（Ｂ）の形成に使用される被覆装置の一例を説明するための模式的部分断面図である。

符号の説明

１０ ＰＯＦケーブル
１１Ａ コア
１１Ｂ 鞘（第１鞘）
１１Ｃ 保護層（第２鞘）
１２ プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）
１３ 被覆内層（Ａ）
１４ 被覆外層（Ｂ）
２１ ＰＯＦ
２２ 被覆内層（Ａ）の被覆材流路
２３ 充実式ニップル
２４ ダイス
２５ ダイス押さえ
２６ 一次被覆ケーブル
Ｌ１ ニップルとダイス間の中心軸に平行な距離
θ 中心軸に対するニップルのテーパー角
３１ 被覆外層（Ｂ）の被覆材流路
３２ チューブ式ニップル
３３ 一次被覆ケーブル
３４ ダイス押さえ
３５ ダイス
３６ ＰＯＦケーブル
Ｌ２ ニップルとダイス間の中心軸に平行な距離
θ’ 中心軸に対するニップルのテーパー角

Claims (6)

1. プラスチック光ファイバの外周に被覆内層（Ａ）と被覆外層（Ｂ）を被覆したプラスチック光ファイバケーブルの製造方法であって、
   ニップルとダイスを備えた第１の押出被覆装置を用いて、プラスチック光ファイバの外周にポリアミド系樹脂被覆材からなる被覆内層（Ａ）を被覆して一次被覆ケーブルを形成する工程と、
   ニップルとダイスを備えた第２の押出被覆装置を用いて、前記一次被覆ケーブルの外周にポリアミド系樹脂被覆材からなる被覆外層（Ｂ）を被覆する工程を含む、プラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
2. 前記第１の押出被覆装置において、前記プラスチック光ファイバの通路の中心軸に対して傾斜するニップル外周面とダイス内周面の隙間の当該中心軸に平行な距離Ｌ１が１ｍｍ以上３.５ｍｍ以下の範囲にあり、
   前記第２の押出被覆装置において、前記一次被覆ケーブルの通路の中心軸に対して傾斜するニップル外周面とダイス内周面の隙間の当該中心軸に平行な距離Ｌ２が１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲にある、請求項１記載のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
3. 距離Ｌ１が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲にあり、距離Ｌ２が２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲にある、請求項２記載のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
4. 前記第１の押出被覆装置は、ニップルの先端がダイスの先端より内方に位置している充実式の押出被覆装置であり、
   前記第２の押出被覆装置は、ニップルの先端がダイスの先端に達するチューブ式の押出被覆装置である、請求項１から３のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
5. 前記第１の押出被覆装置において、前記プラスチック光ファイバの通路の中心軸に対して傾斜するニップル外周面と当該中心軸とのなす角度θが４５度以上６５度以下の範囲にあり、
   前記第２の押出被覆装置において、前記一次被覆ケーブルの通路の中心軸に対して傾斜するニップル外周面と当該中心軸とのなす角度θ’が３０度以上６５度以下の範囲にあり、
   被覆時のドローダウン比（ＤＤＲ）が下記式（１）：
   ＤＤＲ＝（Ｄｄ²−Ｄｇ²）／（Ｄｃ²−Ｄｗ²） （１）
   （式中、Ｄｄはダイス孔径、Ｄｇはニップル先端の外径を示し、第１の押出被覆装置による被覆ではＤｃは一次被覆ケーブルの外径、Ｄｗはプラスチック光ファイバの外径を示し、第２の押出被覆装置による被覆ではＤｃは被覆外層（Ｂ）を被覆後のケーブルの外径、Ｄｗは一次被覆ケーブルの外径を示す。）
   で定義されるとき、
   被覆内層（Ａ）の被覆時のドローダウン比（ＤＤＲ（Ａ））及び被覆外層（Ｂ）の被覆時のドローダウン比（ＤＤＲ（Ｂ））がそれぞれ下記式（２）及び式（３）：
   ０．７≦ＤＤＲ（Ａ）≦１．１ （２）
   ３≦ＤＤＲ（Ｂ）≦４ （３）
   を満足する、請求項１から４のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
6. 被覆内層（Ａ）のポリアミド系樹脂被覆材がナイロン１２又はナイロン１１を含み、
   被覆外層（Ｂ）のポリアミド系樹脂被覆材がナイロン６１２又はナイロン１２を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。