JP2951677B2 - プラスチック光ファイバコード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、短距離光伝送用として、FA、OA、自動車な
どに広く応用可能な、耐熱性、機械的特性、低温特性に
優れた低損失のプラスチック光ファイバコードに関する
ものである。

（従来技術） プラスチック光ファイバは、石英系ファイバに比べ、
可とう性に富み、かつ大口径・高開口数であること、端
面処理や接続が容易であることなどから短距離通信やセ
ンサといった分野への応用が始まっている。

従来実用化されているプラスチック光ファイバには、
芯材にメタクリル酸メチルを主体とした樹脂を用い、鞘
材にフッ化ビニリデン系共重合体やフッ化メタクリレー
ト系共重合体を用いたものや、芯材にポリカーボネート
を用いたものがある。また、鞘の外側にポリエチレンや
ポリ塩化ビニルを被覆して、プラスチック光ファイバコ
ードとしても使用されている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようなポリエチレンやポリ塩化ビニルを被覆し
たプラスチック光ファイバコードは、使用可能な温度は
せいぜい85℃まででしかなく、自動車のような高い耐熱
性を要求される分野では、適用可能な場所が限られてい
た。

このような問題点を解決するため、特開昭50−2552や
特開昭60−254005では、鞘層のすぐ外側に保護層を設け
たプラスチック光ファイバが提案されている。

とくに特開昭60−254005の実施例では、芯層、鞘層、
保護層の三層を同時に複合紡糸し、1.5倍に延伸して製
造する方法が記載されている。しかし、この方法では、
保護層にも延伸をかけているため、100℃近くの温度に
なると延伸がとれて、プラスチック光ファイバが大きく
縮み、光伝送特性や機械的強度が激減してしまうので、
耐熱性はまだ十分ではない。

（課題を解決するための手段） 本発明は、100℃以上の高温下や85℃95％RHの高温恒
湿下でも熱収縮率や光伝送特性・機械的特性の低下が小
さく、かつ、−20℃の低温でも折れにくいといった、耐
熱性、低温特性、機械的特性のすべて優れたプラスチッ
ク光ファイバコードを提供するものである。

本発明は、芯材にメタクリル酸メチルを主体とした樹
脂組成物を用い、鞘材に少なくともフッ化ビニリデン構
造単位を含む樹脂組成物を用いたプラスチック光ファイ
バ素線で、かつ、低密度ポリエチレンを被覆した状態
で、温度85℃、湿度95％の恒温恒湿槽に1000時間放置し
たときの伝送損失値（650nm単色光で入射開き角0.15ラ
ジアン、52m−2mのカットバック法で測定）の変化が100
dB/km以下であるプラスチック光ファイバ素線の前記鞘
材のすぐ外側に、23℃におけるショアＤ硬度（ASTM D2
240）の値が60以上であり、さらに引張破断伸度（ASTM
D1708 23℃ 引張速度100mm/分）が200％以上の含フ
ッ素ポリオレフィン樹脂組成物を被覆してなることを特
徴とするプラスチック光ファイバコードである。

以下、本発明について詳しく説明する。

プラスチック光ファイバ素線は芯と鞘とからなってい
る。本発明のプラスチック光ファイバ素線は、低損失
で、耐熱性、低温特性、機械的特性に優れたものでなけ
ればならない。このため、芯材には、メタクリル酸メチ
ルを主体とした樹脂組成物を用いた。具体的には、以下
のような樹脂組成物があげられる。

メタクリル酸メチル単独重合体 メタクリル酸メチルを50重量％以上含んだ共重合体。
共重合可能な成分として、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、ｎ−アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エス
テル類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、
メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステ
ル類、マレイミド類、メタクリル酸、アクリル酸、無水
マレイン酸、スチレンなどがあり、このなかから一種類
以上適宜選択して共重合させることができる。

鞘材は、透明性、耐熱性、機械的特性、低温特性に優
れた樹脂組成物であることが必要であり、このため、鞘
材には、特定のフッ化ビニリデン系共重合体を使用し
た。

フッ化（メタ）アクリレート系共重合体は、非晶質で
透明性は高いが、硬くて脆い樹脂であり、機械的特性
や、芯材との接着性が比較的悪いため、コードとして十
分な機械的特性、低温特性が得られない。また、耐薬品
性に劣り、可塑剤やアルコールに浸せきさせると、引張
強度や伸度が低下する。

一方、フッ化ビニリデン系共重合体は、耐熱性、機械
的特性、低温特性、芯材との接着性、耐薬品性には優れ
ている。しかし、100℃以上の高温下や、85℃95％RHの
高温高湿下で長期間放置しておいくと結晶化が進行して
透明性の落ちるものが多く、伝送損失の増加の小さいプ
ラスチック光ファイバとするには、鞘に使用できるフッ
化ビニリデン系共重合体は、特定のものに限られる。

本発明者らが鋭意研究したところ、特定のフッ化ビニ
リデン系共重合体は、芯材であるメタクリル酸メチルを
主体とした樹脂との相溶性が大きく、このため、芯材と
鞘材とを溶融させて複合紡糸する段階で、芯材と鞘材と
が相互に混じりあった、透明性の高い均一な混合層が、
芯層と鞘層との境界面にできることが分かった。このた
め、特定のフッ化ビニリデン系の鞘材は、芯と鞘との密
着性に優れ、引張やねじり、屈曲動作が繰返しファイバ
に加わっても芯と鞘はと離せず、可塑剤などに浸せきさ
せても引張特性の低下が小さい。また、この混合層の厚
みが、ファイバの高温下や高温高湿下での伝送損失の安
定性に関係していることもわかった。

混合層の厚みが薄いと、高温下や高温高湿下で、混合
層の結晶化が進行して透明性が落ちて、プラスチック光
ファイバとしては伝送損失が増加してしまう。厚みが厚
くなると、高温や高温高湿に対する耐久性が向上し、高
温・高湿による透明性の変化が小さい。好ましい混合層
の厚みは、0.6μｍ以上である。このような厚い混合層
を形成できるフッ化ビニリデン系共重合体には、フッ化
ビニリデンとヘキサフルオロアセトンとを含む共重合
体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとを
含む共重合体などがあげられる。例えば、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−テトラフルオロエチレン−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
−ヘキサフルオロアセトン共重合体、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
共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−
ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などである。

これらの鞘材を芯の直径の2/1000〜300/1000の厚さに
被覆して、プラスチック光ファイバ素線を得る。製造方
法は、ごみ、ほこりのほとんどない清浄な環境下で、特
殊ノズルと二台の押出機を使用して、溶融状態にある芯
材と鞘材とを、芯−鞘の二層構造を持つファイバに成形
する複合紡糸方式で行う。そして、1.3倍〜3.0倍に延伸
をかけて分子を配向させ、機械的特性・強度を向上させ
て、プラスチック光ファイバ素線を得る。このようにし
て製造された、本発明で使用するプラスチック光ファイ
バ素線は、機械的特性・強度のみならず、耐熱性にも優
れている。プラスチック光ファイバ素線の耐熱性は、そ
の外側に低密度ポリエチレンを被覆させたプラスチック
光ファイバコードの形にして、温度85℃、湿度95％RHの
恒温恒湿槽に1000時間入れておき、光波長650nmにおけ
る伝送損失増加量を測定するという方法で、評価する。
100℃以上の高温下、高温高湿下で、伝送損失の増加が
小さいプラスチック光ファイバコードを作製するには、
この方法で測定した伝送損失増加量が100dB/km以下であ
ることが好ましい。より好ましくは、50dB/km以下であ
る。

上記した特定のフッ化ビニリデン系共重合体を鞘材に
使用したことで、高温・高湿下でも伝送損失の増加が小
さくすることが可能になった。また、常温のみならず−
20℃といった低温下で、曲げやねじりといった刺激が繰
り返し加わってもすぐには破断しない。また、可塑剤や
アルコールに浸せきさせても引張強度・伸度の低下が小
さいといった、強靭で機械的特性、耐薬品性に優れたプ
ラスチック光ファイバコードが作製できる。

このようにして製造したプラスチック光ファイバ素線
の外側に特定の樹脂組成物を被覆して、耐熱性や機械的
特性、低温特性をさらに向上させて、プラスチック光フ
ァイバコードとして実用される。

100℃近く、もしくはそれ以上の高温になると、芯材
であるメタクリル酸メチルを主体とした樹脂組成物のガ
ラス転移点に近づくので、分子配向がとれてプラスチッ
ク光ファイバ素線は大きく熱収縮・変形する。このた
め、伝送損失が急増したり、被覆層から大きく引っ込ん
で、光源や光検出器との結合効率が大幅に減少してしま
う。これを防ぐため、鞘層のすぐ外側に、特定の被覆用
樹脂組成物を被覆する。鋭意検討した結果、高温下での
プラスチック光ファイバ素線の熱収縮や変形、伝送損失
の増加を防ぐには、プラスチック光ファイバ素線に接し
た被覆層（第一被覆層）として、硬くてクリープ特性の
小さい樹脂を、ほとんど配向がかからないように被覆す
ることが効果的であることがわかった。とくに含フッ素
ポリオレフィン樹脂は、耐熱性、機械的特性、クリープ
特性、プラスチック光ファイバ素線との密着性に優れて
いるので、高温下でのプラスチック光ファイバ素線の熱
収縮を最小限に抑えることができる。

このような含フッ素ポリオレフィン樹脂としては、フ
ッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオ
ロレチレンのランダム共重合体にフッ化ビニリデンをグ
ラフトさせた共重合体、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−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体、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共重合体、
エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、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、
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、フッ化ビニリデン−クロロトリフル
オロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロ
エチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン重合
体、さらには、上記含フッ素ポリオレフィン樹脂どうし
のブレンド体、フッ化ビニリデン系樹脂とメタクリル酸
メチル系樹脂とのブレンド体、含フッ素ポリオレフィン
樹脂とオレフィン系樹脂とのブレンド体、その他、公知
の含フッ素ポリオレフィン樹脂、およびそれらと他の樹
脂とのブレンド体などが使用できる。この中でも好まし
くは、少なくともフッ化ビニリデン構造単位を含む樹脂
組成物を使用するのが良い。フッ化ビニリデン構造単位
を含む樹脂組成物は、含フッ素ポリオレフィン樹脂組成
物なかでは比較的低温で被覆できる一方、鞘材との接着
性が強く、そのうえ十分な硬さと引張強度をもっている
ので、高温下でのプラスチック光ファイバ素線の引っ込
みや、プラスチック光ファイバコードの破断や曲がり、
変形を最小限に抑えることができる。

ただし、これらの含フッ素ポリオレフィン樹脂組成物
の、23℃におけるショアＤ硬度の値が60以上であり、さ
らに、破断伸度が200％以上である必要がある。ここ
で、ショアＤ硬度は、23℃で、ASTM Ｄ 2240によって
測定した値であり、破断伸度は、温度23℃で、ASTM D1
708、引っ張り速度100mm/分によって測定した値であ
る。ショアＤ硬度の値が小さ過ぎると、高温下での荷重
や引っ張りでプラスチック光ファイバコードが変形しや
すく、伝送損失が大きく増加するため好ましくない。ま
た、高温下でプラスチック光ファイバ素線が縮もうとす
る力に耐えきれず、被覆層の端面からプラスチック光フ
ァイバ素線が大きく引っ込んでしまい、光源や光検出器
との結合効率が小さくなってしまう。また、破断伸度が
小さいと、引っ張りや曲げ、ねじりによって、プラスチ
ック光ファイバコードが折れやすくなってしまうので、
やはり好ましくない。フッ化ビニリデン構造単位を含む
樹脂組成物では、フッ化ビニリデン構造単位の含有率が
高いほうが、硬度が高く、引張強度が強く、かつ、クリ
ープ特性がよくなるが、引張破断伸度は小さくなる。好
ましい引張破断伸度は、200％以上、より好ましくは300
％以上である。このような引張伸度の大きい樹脂を使用
することにより、プラスチック光ファイバコードの引張
破断伸度（ASTM 638 温度23℃ 引張速度100mm/分）
も大きくなって、曲げや引張におにたいして強くなり、
機械的特性が向上する。好ましい引張破断伸度は50％以
上、より好ましくは70％以上、さらに好ましくは100％
以上である。

そして、この被覆用樹脂組成物を、好ましくは、0.05
〜0.50mmの厚さに被覆する。被覆方法としては、プラス
チック光ファイバ素線を複合紡糸法で作製したあと、そ
の外側に熱溶融させた被覆用樹脂組成物を被覆させると
いう方法をとるのが好ましい。このような方法をとるこ
とにより、耐熱性に優れた被覆層にはほとんど配向がか
かっていないので、100℃以上の高温にさらされても熱
収縮はほとんどない。ただし、被覆層の厚みが小さすぎ
ると、常温でも十分な機械的特性がだせないし、100℃
以上の高温下ではプラスチック光ファイバ素線の収縮・
被覆層からの引っ込みを防げないうえ、曲げやねじり、
引っ張りに対する耐久性が不十分である。また、厚みが
大きすぎると、高温度で溶融された被覆用樹脂組成物か
らの熱のため、プラスチック光ファイバ素線が大きく損
傷をうけ、伝送損失が大きく増加してしまう。そのう
え、剛直なコードとなり、曲げにくく、取り扱いにくい
ので好ましくない。より好ましい厚さの範囲は、0.05〜
0.2mmである。

これらの含フッ素ポリオレフィン樹脂組成物による被
覆層の外に、さらに何層か被覆層を重ねることも可能で
ある。この場合には、上記の含フッ素ポリオレフィン樹
脂組成物の他に、公知の樹脂組成物が使用できる。例え
ば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニル
アルコール共重合体、熱可塑性エラストマー、ポリ塩化
ビニル、架橋ポリエチレン、架橋ポリ塩化ビニル、塩素
化ポリエチレンコンパウンド、ポリアミド樹脂、シリコ
ン樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂などである。ま
た、補強繊維として、アラミド繊維、ポリアセタール繊
維、超高分子量ポリエチレン繊維などを介在させても良
い。

このようにして作製された本発明のプラスチック光フ
ァイバコードは、伝送特性、耐熱性、機械的特性、低温
特性に優れ、第一被覆層からのプラスチック光ファイバ
素線の引っ込みや突出がほとんどないという優れた特性
をもつ。

（実施例） 以下、実施例にもとづき説明する。まず、測定方法に
ついて説明する。

・ショアＤ硬度 ASTM D2240の方法に準じて行う。

・引張破断強度 被覆用樹脂組成物の場合− ASTM D1708に準じて行う。

温度23℃ 引張速度 100mm/分 プラスチック光ファイバコードの場合− ASTM D638に準じて行う。

温度23℃ 引張速度 100mm/分 ・伝送損失 52m−2mのカットバック法で測定。光源に650nm単色光
を使用。入射開き角度0.15ラジアン 測定器：ファイバ損失分光器 FP−889 オペレックス社製 ・低温繰返し曲げ試験 温度：−20℃ 曲げ角度:180゜ 曲げ半径:5mm 荷重:500g 周期:3秒 光源:660nm LED ・長さ保持率 プラスチック光ファイバコードを長さ1mに切り、所定
条件の恒温恒湿槽内に1000時間放置した後の長さを測定
し、もとの長さの1mとの比で、長さ保持率を算出する。

・端面の突出引っ込み プラスチック光ファイバコードを長さ1mの長さに切
り、所定条件の恒温恒湿槽内に1000時間放置した後に、
第一被覆層の端面と、プラスチック光ファイバ素線の端
面との位置の差を測定する。

（実施例１） プラスチック光ファイバ素線として、芯材にメタクリ
ル酸メチルを主体とした樹脂を用い、鞘材にフッ化ビニ
リデン−トリフルオロエチレン−ヘキサフルオロアセト
ン共重合体を用いた、旭化成工業製 直径1.00mmφのル
ミナスFB−1000を使用し、このプラスチック光ファイバ
素線に接する被覆層（第一被覆層）に使用する被覆用樹
脂組成物として、フッ化ビニリデン樹脂 KYNAR740（ペ
ンウォルト社製）と軟質含フッ素ポリオレフィン系樹脂
セフラルソフトG150（セントラル硝子社製）を混合し
て作製され、23℃におけるショアＤ硬度 74、23℃にお
ける引張破断伸度400％であるものを用いた。このFB−1
000に低密度ポリエチレン（NUC 9109 日本ユニカー社
製）を0.6mmの厚さに被覆した直径2.2mmφのプラスチッ
ク光ファイバコードを、湿熱85℃95％RHの恒温恒湿槽に
1000時間入れた後の伝送損失増加量は、35dB/kmであっ
た。また、FB−1000の断面を、透過型電子顕微鏡 日立
Ｈ−500を使用して観察したところ、芯層と鞘層との間
に両者の混合層が存在し、その厚みは、1.4μｍであっ
た。

溶融押出機に直結したダイスに、上記プラスチック光
ファイバ素線を導入し、上記被覆用樹脂組成物を、0.15
0mmの厚さに被覆し、直径1.30mmのプラスチック光ファ
イバコードを作製した。

さらにこのプラスチック光ファイバコードを、上記と
同様に、溶融押出機に直結したダイスに導し、ポリ塩化
ビニル樹脂を直径が3.0mmになるように被覆し、本発明
のプラスチック光ファイバコードを作製した。

このプラスチック光ファイバコードの、光波長650nm
における伝送損失を、測定器にファイバ損失分光器 FP
−889（オペレックス社製）を用い、52m−2mのカットバ
ック法で測定したところ、132dB/kmであり、コード化に
よる損失増はほとんどなかった。

次にこのプラスチック光ファイバコードの引張試験を
行った。測定は、引張試験機 SHINKOH モデル TOM−
500を使用し、ASTM D638に準じた方法を用い、温度23
℃、引張速度100mm/分で行なった。このときの引張破断
荷重は18.4kg、破断伸度は120％であり、十分な抗張力
性、破断伸度を示した。

次に、このプラスチック光ファイバコードを、乾熱10
5℃の恒温槽のなかに1000時間放置して、光波長650nmに
おける伝送損失の変化を測定した。製造時132dB/kmであ
ったものが、1000時間放置後でも176dB/kmであり、損失
増加量は小さい。そのうえ、第一被覆層の長さ保持率
は、99.1％とほとんと縮んでいないし、端面におけるプ
ラスチック光ファイバ素線の第一被覆層からの引っ込み
も0.1mmとほとんどなく、優れた耐熱性を示した。ま
た、湿熱85℃95％RHの恒温恒湿槽のなかに1000時間放置
して、同様に光波長650nmにおける伝送損失の変化を測
定したところ、製造時132dB/kmであったものが、1000時
間後でも168dB/kmであり、耐湿熱特性も優れている。

次に、このプラスチック光ファイバコードに、温度−
20℃での低温繰り返し屈曲試験を行った。試験条件を下
記に示す。また、この試験の様子を図１に示す。

温度：−20℃ 曲げ半径:5mm 荷重:500g ファイバ長:5m 周期:3秒 光源:660nm LED 結果は、繰返し屈曲を2000回行ったが、破断しなかっ
た。動力電線（JIS C3307 銅 1.2mmφ、１次被覆
ポリ塩化ビニル 2.8mmφ）の破断回数 160回に比べ
て、格段に優れた低温屈曲特性を示した。

（実施例２） プラスチック光ファイバ素線として、実施例１で使用
したのと同様の、旭化成工業製 直径1mmφのルミナスF
B−1000を使用し、このプラスチック光ファイバ素線に
接する被覆層に使用する被覆用樹脂組成物として、フッ
化ビニリデン樹脂KYNAR740（ペンウォルト社製）と軟質
含フッ素ポリオレフィン系樹脂 セフラルソフトG150
（セントラル硝子社製）を混合して作製され、23℃にお
けるショアＤ硬度 74、23℃における引張破断伸度400
％であるものを用いた。

溶融押出機に直結したダイスに、上記プラスチック光
ファイバ素線を導入し、上記被覆用樹脂組成物を、0.15
0mmの厚さに被覆し、直径1.30mmの、本発明のプラスチ
ック光ファイバコードを作製した。

このプラスチック光ファイバコードの、光波長650nm
における伝送損失を、実施例１と同様にして測定したと
ころ、130dB/kmであり、コード化による損失増はほとん
どなかった。

次にこのプラスチック光ファイバコードの引張試験を
実施例１と同様にして行った。このとき引張破断荷重は
12.5kg、破断伸度は120％であり、十分な抗張力性、破
断伸度を示した。

次に、このプラスチック光ファイバコードを、乾熱10
5℃の恒温槽のなかに1000時間放置して、光波長650nmに
おける伝送損失の変化を測定した。製造時130dB/kmであ
ったものが、1000時間放置後でも181dB/kmであり、損失
増加量は小さい。そのうえ、第一被覆層の長さ保持率
は、99.1％とほとんと縮んでいないし、端面におけるプ
ラスチック光ファイバ素線の第一被覆層からの引っ込み
も0.1mmとほとんどなく、優れた耐熱性を示した。ま
た、湿熱85℃95％RHの恒温恒湿槽のなかに100時間放置
して、同様に光波長650nmにおける伝送損失の変化を測
定した。製造時130dB/kmであったものが、1000時間後で
も171dB/kmであり、耐湿熱特性も優れている。次に、こ
のプラスチック光ファイバコードに、実施例１と同様に
して温度−20℃での低温繰り返し屈曲試験を行った。こ
の結果、2000回繰り返して折り曲げても破断せず、非常
に優れた低温屈曲特性を示した。

（実施例３） プラスチック光ファイバ素線として、芯材にメタクリ
ル酸メチルを主体とした樹脂を用い、鞘材にフッ化ビニ
リデン−トリフルオロエチレン−ヘキサフルオロアセト
ン共重合体を用いた、旭化成工業製 直径0.80mmφのル
ミナスFB−800を使用し、このプラスチック光ファイバ
素線に接する被覆層（第一被覆層）に使用する被覆用樹
脂組成物として、フッ化ビニリデン樹脂 KYNAR740（ペ
ンウォルト社製）と軟質含フッ素ポリオレフィン系樹脂
セフラルソフトG180（セントラル硝子社製）を混合し
て作製され、23℃におけるショアＤ硬度 68、23℃にお
ける引張破断伸度410％であるものを用いた。このFB−8
00に低密度ポリエチレン（NUC 9109 日本ユニカー社
製）を0.5mmの厚さに被覆した直径1.8mmφのプラスチッ
ク光ファイバコードを、湿熱85℃95％RHの恒温恒湿槽に
1000時間入れた後の伝送損失増加量は、45dB/kmであっ
た。また、FB−800の断面を、透過型電子顕微鏡 日立
Ｈ−500を使用して観察したところ、芯層と鞘層との間
に両者の混合層が存在し、その厚みは、1.2μｍであっ
た。

溶融押出機に直結したダイスに、上記プラスチック光
ファイバ素線を導入し、上記被覆用樹脂組成物を、0.10
0mmの厚さに被覆し、直径1.00mmのプラスチック光ファ
イバコードを作製した。

さらにこのプラスチック光ファイバコードを、上記と
同様に、溶融押出機に直結したダイスに導し、ポリ塩化
ビニル樹脂を直径が2.2mmになるように被覆し、本発明
のプラスチック光ファイバコードを作製した。

このプラスチック光ファイバコードの、光波長650nm
における伝送損失を、測定器にファイバ損失分光器 FP
−889（オペレックス社製）を用い、52m−2mのカットバ
ック法で測定したところ、143dB/kmであり、コード化に
よる損失増はほとんどなかった。

次にこのプラスチック光ファイバコードの引張試験を
行った。測定は、引張試験機 SHINKOH モデル TOM−
500を使用し、ASTM D638に準じた方法を用い、温度23
℃、引張速度100mm/分で行なった。このときの引張破断
荷重は12.8kg、破断伸度は130％であり、十分な抗張力
性、破断伸度を示した。

次に、このプラスチック光ファイバコードを、乾熱10
5℃の恒温槽のなかに1000時間放置して、光波長650nmに
おける伝送損失の変化を測定した。製造時143dB/kmであ
ったものが、1000時間放置後でも183dB/kmであり、損失
増加量は小さい。そのうえ、第一被覆層の長さ保持率
は、98.5％とほとんと縮んでいないし、端面におけるプ
ラスチック光ファイバ素線の第一被覆層からの引っ込み
も0.1mm以下とほとんどなく、優れた耐熱性を示した。
また、湿熱85℃95％RHの恒温恒湿槽のなかに1000時間放
置して、同様に光波長650nmにおける伝送損失の変化を
測定した。製造時132dB/kmであったものが、1000時間後
でも190dB/kmであり、耐湿熱特性も優れている。次に、
このプラスチック光ファイバコードに、温度−20℃での
低温繰り返し屈曲試験を行った。結果は、繰返し屈曲を
2000回行ったが、破断せず、格段に優れた低温屈曲特性
を示した。

（実施例４） プラスチック光ファイバ素線として、実施例３と同様
の、旭化成工業製 ルミナスFB−800を使用し、このプ
ラスチック光ファイバ素線に接する被覆層に使用する被
覆用樹脂組成物として、フッ化ビニリデン樹脂 KYNAR7
40（ペントウォルト社製）と軟質含フッ素ポリオレフィ
ン系樹脂 セフラルソフトG180（セントラル硝子社製）
を混合して作製され、23℃におけるショアＤ硬度 68、
23℃における引張破断伸度410％であるものを用いた。
溶融押出機に直結したダイスに、上記プラスチック光フ
ァイバ素線を導入し、上記被覆用樹脂組成物を、0.100m
mの厚さに被覆し、直径1.00mmの、本発明のプラスチッ
ク光ファイバコードを作製した。

このプラスチック光ファイバコードの、光波長650nm
における伝送損失を、実施例１と同様にして測定したと
ころ、141dB/kmであり、コード化による損失増はほとん
どなかった。

次にこのプラスチック光ファイバコードの引張試験を
実施例１と同様にして行った。このとき引張破断荷重は
9.2kg、破断伸度は140％であり、十分な抗張力性、破断
伸度を示した。

次に、このプラスチック光ファイバコードを、乾熱10
5℃の恒温槽のなかに1000時間放置して、光波長650nmに
おける伝送損失の変化を測定した。製造時141dB/kmであ
ったものが、1000時間放置後でも185dB/kmであり、損失
増加量は小さい。そのうえ、第一被覆層の長さ保持率
は、98.5％とほとんと縮んでいないし、端面におけるプ
ラスチック光ファイバ素線の第一被覆層からの引っ込み
も0.1mm以下とほとんどなく、優れた耐熱性を示した。
また、湿熱85℃95％RHの恒温恒湿槽のなかに100時間放
置して、同様に光波長650nmにおける伝送損失の変化を
測定した。製造時141dB/kmであったものが、1000時間後
でも192dB/kmであり、耐湿熱特性も優れている。

次に、このプラスチック光ファイバコードに、実施例
１と同様にして温度−20℃での低温繰り返し屈曲試験を
行った。結果は、2000回繰り返して折り曲げても破断せ
ず、非常に優れた低温屈曲特性を示した。

（実施例５） プラスチック光ファイバ素線として、実施例１で使用
したのと同様の、旭化成工業製 直径1mmφのルミナスF
B−1000を使用し、このプラスチック光ファイバ素線に
接する被覆層に使用する被覆用樹脂組成物として、フッ
化ビニリデン樹脂 KYNAR740（ペンウォルト社製）と軟
質含フッ素ポリオレフィン系樹脂 セフラルソフトG150
（セントラル硝子社製）を混合して作製され、23℃にお
けるショアＤ硬度 74、23℃における引張破断伸度 40
0％であるものを用いた。

溶融押出機に直結したダイスに、上記プラスチック光
ファイバコードを導入し、上記被覆用樹脂組成物を、0.
150mmの厚さに被覆し、直径1.30mmのプラスチック光フ
ァイバコードを作製した。

さらにこのプラスチック光ファイバコードを、上記と
同様に溶融押出機に直結したダイスに導し、フッ化ビニ
リデン樹脂 KYNAR740（ペンウォルト社製）と軟質含フ
ッ素ポリオレフィン系樹脂 セフラルソフト G180とを
混合した樹脂組成物を0.45mmの厚さに被覆して、直径2.
2mmのプラスチック光ファイバコードを作製した。な
お、この樹脂組成物のショアＤ硬度は68であり、引張伸
度は410％であった。

このプラスチック光ファイバコードの光波長650nmに
おける伝送損失を、実施例１と同様に測定したところ、
130dB/kmであり、コード化による損失増はほとんどなか
った。

次にこのプラスチック光ファイバコードの引張試験
を、実施例１と同様にして行った。このとき、引張降伏
荷重は15.0kg、コードすべてが破断したときの破断伸度
は140％であり、十分な抗張力性、破断伸度を示した。

次に、このプラスチック光ファイバコードを、乾熱10
5℃の恒温槽のなかに1000時間放置して、光波長650nmに
おける伝送損失の変化を測定した。製造時130dB/kmであ
ったものが、乾105℃、1000時間放置後でも175dB/kmで
あり、損失増加量は小さい。そのうえ、プラスチック光
ファイバコードの長さ保持率は、99.3％とほとんど縮ん
でいないし、端面における被覆層からのプラスチック光
ファイバ素線の引っ端面におけるプラスチック光ファイ
バ素線の第一被覆層からの引っ込みも0.1mm以下とほと
んどなく、優れ耐熱性を示した。また、湿熱85℃95％RH
の恒温恒湿槽のなかに100時間放置して、同様に光波長6
50nmにおける伝送損失の変化を測定した。製造時130dB/
kmであったものが、1000時間後でも168dB/kmであり、耐
湿熱特性も優れている。

次に、このプラスチック光ファイバコードに、実施例
１と同様な温度−20℃での低温繰り返し屈曲試験を行っ
た。

この場合、2000回繰り返し屈曲を加えても破断せず、
非常に優れた低温屈曲特性を示した。

（比較例１） 鞘材にフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共
重合体を用いた以外は、実施例１と同様にして、プラス
チック光ファイバコードを作製した。ただし、このプラ
スチック光ファイバ素線に、低密度ポリエチレン（NUC
9109 日本ユニカー社製）を0.6mmの厚さに被覆した
直径2.2mmφのプラスチック光ファイバコードを、湿熱8
5℃95％RHの恒温恒湿槽に1000時間入れたのちの伝送損
失増加量は、257dB/kmであった。また、このプラスチッ
ク光ファイバコードの断面を、透過型電子顕微鏡で観察
したところ、芯層と鞘層との間に両者の混合層があった
が、その厚みは0.3μｍであった。

製造時の伝送損失は、光波長650nmで164dB/kmであっ
たが、乾105℃、1000時間後の伝送損失は680dB/kmであ
り、また、湿熱85℃95％RH、200時間後の伝送損失は850
dB/kmであり、耐熱性、耐湿熱性に劣っていた。

（比較例２） 鞘材にフッ化メタクリレート系共重合体を用いた以外
は、実施例１と同様にして、プラスチック光ファイバコ
ードを作製した。このプラスチック光ファイバコードの
断面を、透過型電子顕微鏡を用いて観察したが、芯層と
鞘層との間に混合層は存在しなかった。

このプラスチック光ファイバコードに、実施例１と同
様の温度−20℃における繰り返し屈曲試験を行ったとこ
ろ、200回で破断してしまった。

（比較例３） プラスチック光ファイバ素線 FB−1000に接する被覆
層に、フッ化ビニリデン樹脂 KYNAR710（ペンウォルト
社製）を使用し、厚さ0.6mmに被覆して、直径2.2mmφ
の、プラスチック光ファイバコードを作製した。ただ
し、フッ化ビニリデン樹脂 KYNAR710のショアＤ硬度は
81、引張破断伸度は120％であった。

このプラスチック光ファイバコードの伝送損失は800d
B/kmと非常に大きいうえ、引張破断伸度は15％しかな
く、すぐに破断してしまった。また、コードを曲げたと
きに、フッ化ビニリデン層の表面にすぐにひびが入っ
た。

（比較例４） プラスチック光ファイバ素線 FB−1000に接する被覆
層に、軟質含フッ素ポリオレフィン系樹脂 セフラルソ
フト G150（セントラル硝子社製）を使用し、厚さ0.3m
mずつ２回にわけ、合計で厚さ0.60mmに被覆して、直径
2.2mmのプラスチック光ファイバコードを作製した。た
だし、軟質含フッ素ポリオレフィン系樹脂 セフラルソ
フト G150のショアＤ硬度は49、引張破断伸度は440％
であった。

このプラスチック光ファイバコードを乾105℃の恒温
槽に1000時間入れておいたところ、全長1mのコードで、
プラスチック光ファイバ素線が被覆層の端面より2.0cm
引っ込んでいた。また、光波長650nmにおける伝送損失
も、製造時の140dB/kmから370dB/kmへと増加していた。

（比較例５） 比較例２で作製したプラスチック光ファイバ素線に、
低密度ポリエチレンを0.60mmの厚さにに被覆して、2.2m
mのプラスチック光ファイバコードを作製した。ただ
し、低密度ポリエチレンのショアＤ硬度は48、引張破断
伸度は690％であった。

このプラスチック光ファイバコードを乾105℃の恒温
槽に200時間入れておいたところ、被覆層どうしがくっ
ついていたうえ、プラスチック光ファイバ素線が大きく
収縮して端面より8.3cm引っ込んでおり、使用できる状
態ではなかった。

（発明の効果） 以上の結果より、本発明のプラスチック光ファイバコ
ードは100℃を超える高温下でも損失増加量や熱収縮が
非常に小さいという優れた耐熱性を示すだけでなく、引
張に対しても伸びがあって破断しにくく、温度−20℃と
いう厳しい環境下での繰り返し屈曲にも強いといった、
優れた機械的特性をも持っている。また、第一被覆層か
らのプラスチック光ファイバ素線の引っ込みが小さいの
で、コネクタを付ける場合でも被覆をすべてむく必要が
なく、作業工程が少ない。そのうえ、被覆層が付いたま
まなので、耐熱性を落とさないまま取り付けられるとい
う利点がある。本発明により、自動車といった厳しい耐
熱性、機械的特性を要求される分野へのプラスチック光
ファイバの適用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図１は、屈曲試験の説明図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−22305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−68701（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−84205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−111943（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−97901（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/00 G02B 6/44

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯材にメタクリル酸メチルを主体とした樹
   脂組成物を用い、鞘材に少なくともフッ化ビニリデン構
   造単位を含む樹脂組成物を用いたプラスチック光ファイ
   バ素線で、かつ、低密度ポリエチレンを被覆した状態
   で、温度85℃、湿度95％の恒温恒湿槽に1000時間放置し
   たときの伝送損失値（650nm単色光で入射開き角0.15ラ
   ジアン、52m−2mのカットバック法で測定）の変化が100
   dB/km以下であるプラスチック光ファイバ素線の前記鞘
   材のすぐ外側に、23℃におけるショアＤ硬度（ASTM D2
   240）の値が60以上であり、さらに引張破断伸度（ASTM
   D1708 23℃ 引張速度100mm/分）が200％以上の含フ
   ッ素ポリオレフィン樹脂組成物を被覆してなることを特
   徴とするプラスチック光ファイバコード。