JP4002022B2

JP4002022B2 - 光信号伝送用耐熱多芯プラスチック光ファイバ素線及びケーブル

Info

Publication number: JP4002022B2
Application number: JP35421198A
Authority: JP
Inventors: 真一豊島
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: JPH11237513A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車載用配線、ＦＡ機器配線、パソコン配線などの光信号伝送や、光電センサーなどに使用される、耐熱性で、且つ機械的にも座屈しにくい多芯プラスチック光ファイバ素線及びケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）系樹脂からなる芯を有する多芯プラスチック光ファイバの鞘樹脂については、特開平５−１３４１２０号公報に記載されているごとくビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％からなる２元共重合体が特に有名であり、実用化されている。
【０００３】
そのほか、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペン共重合体が使用できることが記載されているがそのような共重合体は無数にあるにもかかわらず、特に好ましい共重合体組成についての具体的な記載はなく、未だ多芯プラスチック光ファイバでの実用化はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年多芯プラスチック光ファイバの曲げ特性の良さを買って、多方面の光通信用途にこのプラスチック光ファイバを使用したいという要求が非常に強くなっている。かつて光ケーブルは固定配線で使用する使われ方をしていたが、通信速度の高速化による光ファイバの利用が拡大し、光ファイバ配線が身の回りの可動配線にまで使用されるようになるに従い、多芯プラスチック光ファイバの適用の範囲が急激に拡大して来た。特にビニリデンフロライド系樹脂からなる鞘を用いた多芯プラスチック光ファイバは、芯間の保持性に優れ、機械的にも繰り返し屈曲や振動に耐える能力に著しく優れているので、期待が大きい。それに伴い、多芯プラスチック光ファイバの適用環境が、従来の７０℃以下の範囲から、さらに高温、高湿度側に広がりつつあるが、８０℃、湿度９５％程度の高湿度高温度領域や１００℃程度の高温下でも伝送損失が十分低い多芯プラスチック光ファイバはなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題を解決し、高温・高湿の環境下においても伝送損失が低く、且つ機械的な座屈にも耐える多芯プラスチック光ファイバを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は第一に、ポリメチルメタクリレート系の芯樹脂からなる芯繊維と、その芯繊維の周りを、鞘樹脂としてビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとへキサフロロプロペンの３元共重合体またはビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペンの２元共重合体であって、ビニリデンフロライド成分が３０〜９２モル％、テトラフロロエチレン成分が０〜５５モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２５モル％の範囲にあり、ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３５０〜１．３８０の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）の値が３０〜５５の範囲にあり、メルトフローインデックス（２３０℃、荷重３．８Ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ条件）が、５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動性を示す樹脂でとり囲んで鞘層となし、さらに該鞘層の周りを、１２０℃以上の融点を有し且つビカット軟化温度（ＡＳＴＭＤ１５２５）が１１０℃以上であるビニリデンフロライド系樹脂で被覆した保護層とを有する心線を、７本以上一纏めになるように複合紡糸してなることを特徴とする光信号伝送用耐熱多芯プラスチック光ファイバ素線を提供するものである。
【０００７】
本発明において好ましくは、上記鞘樹脂が、ビニリデンフロライド成分が４０〜６２モル％、テトラフロロエチレン成分が２８〜４０モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２２モル％の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）が３５〜４５の範囲にあるプラスチック光ファイバ素線である。
【０００８】
さらに本発明において好ましくは、上記保護層の外側に、熱可塑性樹脂からなる第２の保護層を設ける。該第２の保護層としては、ビニリデンフロライド構造単位が７０重量％以上であり、ショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）が６０以上である、ビニリデンフロライド系の樹脂からなり、厚さが５０μｍ以上のものが好ましい。
【０００９】
また本発明は第二に、上記本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線の周りに熱可塑性樹脂からなる被覆層を設けたことを特徴とする光信号伝送用耐熱多芯プラスチック光ファイバケーブルを提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１、図２に本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線の、図３に図２の素線を用いて構成したケーブルの実施形態の断面図をそれぞれ示す。図中、１は芯、２は鞘層、３は保護層、４は心線で、図１の多芯プラスチック光ファイバ素線は該心線４を７本以上を一纏めにして複合紡糸してなり、図２の多芯プラスチック光ファイバ素線は図１の素線の外側にさらに第２の保護層５を被覆しており、さらに図３のケーブルは図２の素線の周囲に熱可塑性樹脂からなる被覆層６を設けてケーブルとしている。
【００１１】
多芯プラスチック光ファイバの芯樹脂としてＰＭＭＡ系樹脂が好ましいことは公知である。そのような樹脂としてはメチルメタクリレート単独重合体や、メチルメタクリレートを５０重量％以上含んだ共重合体で、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、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、イソプロピルマレイミドのようなマレイミド類、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンなどがあり、これらの中から一種以上適宜選択して共重合させることができる。
【００１２】
上記ＰＭＭＡ系樹脂からなる芯に対し鞘樹脂としては、従来、ビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％からなる共重合体が使用されているが、８０℃以上の高温では伝送損失値が増加するという問題があった。これに対しビニリデンフロライドとテトロフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなる共重合体がプラスチック光ファイバの鞘として提案はされていたがその具体的な組成の明示はなく、８０℃以上の高い湿度でも低い伝送損失値を保つような多芯プラスチック光ファイバは無かった。
【００１３】
本発明者は従来、樹脂が柔らか過ぎたり、芯のＰＭＭＡ系樹脂との十分な密着力が無いために、プラスチック光ファイバの鞘には不適当だとして敬遠されていた、ビニリデンフロライド成分が３０〜９２モル％、テトロフロロエチレン成分が０〜５５モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２５モル％の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度が３０〜５５のビニリデンフロライド系樹脂について鋭意検討を行った。
【００１４】
上記ビニリデンフロライド系樹脂は極めて透明性に優れている。しかしながら、芯のＰＭＭＡ系樹脂に対する相溶性がなく、ＰＭＭＡからなる板に該ビニリデンフロライド系樹脂フィルムをプレス成形して行う剥離テストでは容易に該フィルムの剥離が生じるなど、接着性も弱く、またこのビニリデンフロライド系樹脂は軟らかすぎて容易に変形するという問題がある。
【００１５】
しかしながら、上記特定のビニリデンフロライド系樹脂を多芯プラスチック光ファイバに実際に適用してみたところ、従来のビニリデンフロライド系樹脂からなる鞘に比べて高温下での伝送損失の安定性に優れた多芯プラスチック光ファイバが得られることを発見した。
【００１６】
本発明に鞘樹脂として用いる特定のビニリデンフロライ系樹脂は、従来のプラスチック光ファイバの鞘におけるビニリデンフロライド系樹脂の選択思想とは異なるものである。即ち、従来の鞘樹脂の選択思想における好ましいビニリデンフロライド系鞘樹脂とは、透明性が高く、芯樹脂との相溶性に優れ芯樹脂と混ざって透明になるもの、耐熱性（融点）が高いものであった。しかし、実際に、これらを全て満足する鞘樹脂は存在しておらず、現実の樹脂においては高透明性と高融点或いは高軟化温度が相反しており、且つ芯のＰＭＭＡ系樹脂と相溶化する樹脂も無いのが実情であった。そのため、従来の選択は、鞘がやや不透明であっても、芯と鞘が相溶化すれば、その部分が透明となり、伝送損失が確保できるということに主眼を置き、鞘樹脂が選定されてきたのである。
【００１７】
一方、本発明に用いる鞘樹脂は、透明性は抜群であるが、芯樹脂との相溶性は十分でなく、混ぜると濁る。そして、樹脂は非常に柔らかいものであるので、従来とは異なる思想に基づく。しかし、この鞘樹脂を用いた多芯プラスチック光ファイバの特長としては、伝送性能が８０℃以上、場合によっては８５℃の高湿度条件下でも安定であり、さらに１００℃においても安定である。ここで、伝送性能が安定であるとは、平行光線に近い入射光源の場合のみならず、ＬＥＤ光のように広角度の光源に対しても光受光量の変化が少ないことを意味している。
【００１８】
従来のビニリデンフロライド系樹脂からなる鞘を有するプラスチック光ファイバでは、その伝送損失を芯と鞘の界面の相溶帯域の透明性に依存していた。そのため、芯の直径が１０００μｍ程度と大きい時は、この相溶帯域も１μｍ程度に大きくなり比較的安定であるが、多芯プラスチック光ファイバのように芯の直径が小さくなると、相溶帯域の厚さが非常に薄くなり、熱に対する安定性が大きく低下することがわかった。本発明においては、好ましくはこの相溶帯域を作らない、可撓性を有する樹脂を用いたことに特徴を有する。本発明の多芯プラスチック光ファイバでは鞘樹脂が常に透明であるため、高温でも伝送損失値が安定しているのである。
【００１９】
また、芯と鞘の密着性については、従来のビニリデンフロライド系樹脂からなる鞘を有するプラスチック光ファイバでは完全に相溶して極めて強固である。これに対し、ＰＭＭＡ系樹脂からなる芯の周囲を本発明にかかるビニリデンフロライド系樹脂からなる鞘で取り囲んだだけの多芯プラスチック光ファイバの場合は、硝子に柔らかい吸盤が密着するのと同じように、芯に鞘が面と面で貼り付いているものであるため、多芯プラスチック光ファイバが断線するようなことは無いが、素線の状態で２ｍｍ以下程度の曲げ半径で急俊に曲げたような場合には、ファイバは座屈したように変形するという問題が生じることが判明した。素線の周りにケーブル被覆などを施した場合はこのようなことはかなり抑制されるが、ケーブルの場合でも被覆を剥がして素線の状態で急俊に曲げるような用途の可能性を考慮すれば、この座屈問題は解決しておいた方が好ましく、本発明はこの検討の結果到達したものである。
【００２０】
即ち、本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線は、芯の周囲を鞘で取り囲み、さらに各々の鞘層の周りを１２０℃以上の融点を有しかつビカット軟化温度（ＡＳＴＭＤ１５２５）が１１０℃以上であるビニリデンフロライド系樹脂で被覆して保護層となした心線を、７本以上一纏めになるように複合紡糸するものである。
【００２１】
ここで素線断面における芯、鞘層、保護層の各断面積の比率について述べれば、芯の比率が６０％〜９０％程度、より好ましくは７５％〜９０％である。６０％未満では光量が少ないのであまり好ましくない。９０％を超えると、芯が円形から変形してくるので伝送損失が大きくなり過ぎる。鞘層の面積は２％〜２０％、より好ましくは２％〜１０％である。保護層の断面積は８％〜２０％、より好ましくは１０％〜２０％である。鞘層は芯の周りをほぼリング状に配置され、保護層は鞘層の周りを取り囲みつつ隣接する芯線と連結するものであり、特に機械的な補強のためには、芯以外の面積の大半を保護層にまわすのがよい。
【００２２】
本発明において、好ましくは、素線の直径は０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ、さらに好ましくは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。また鞘層の厚さは、好ましくは１μｍ〜３０μｍ、より好ましくは１μｍ〜２０μｍである。さらに保護層の厚さは、好ましくは１μｍ〜５０μｍであり、望ましくは１μｍ〜３０μｍである。
【００２３】
本発明に用いる鞘樹脂はナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率（ｎ_d20）が１．３５０〜１．３８０の範囲にある透明な樹脂である。
【００２４】
本発明に用いる鞘樹脂としてはショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）の値が３０〜５５である。この値が５５より高いと芯と鞘の面と面の摩擦力が弱くなり、本発明の組成領域の鞘樹脂は本質的にＰＭＭＡ系樹脂とは相溶しないので、硬い鞘樹脂は芯から容易に剥離しやすくなり、芯が鞘から飛び出したする。３０未満では鞘が流動してしまい、芯が鞘から飛び出したり、引っ込んだりする。より好ましくは３５〜４５である。
【００２５】
さらに総合的な鞘樹脂の好ましい特性として、透明性と樹脂硬度をより満足する樹脂としては、その組成がビニリデンフロライド成分が４０〜６２モル％、テトラフロロエチレン成分が２８〜４０モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２２モル％の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）の値が３５〜４５の樹脂が好ましい。
【００２６】
本発明において、鞘樹脂のメルトフローインデックスは、２３０℃、荷重３．８Ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ条件で測定される値で、５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の範囲にあるものが要求されるが、この値が５より低いと、多芯プラスチック光ファイバの各芯を万遍なく被覆するのが困難になる。また１００を超えると、強度が弱くなり、芯を強固に支持出来なくなる。好ましくは５〜４０ｇ／１０分である。
【００２７】
また、本発明においてビカット軟化温度はＡＳＴＭＤ１５２５に準じて荷重１．０ｋｇ、昇温速度２℃／分で針が深さ１ｍｍ刺さった時の温度を言う。
【００２８】
尚、本発明に用いる鞘樹脂の各成分の含有量は、ＮＭＲにより測定することができる。具体的には、鞘樹脂試料の適量をアセトン−ｄ６とα，α，α−トリフロロトルエンとの混合溶媒に溶解してなる試料溶液を用意し、観測周波数は¹Ｈが４００ＭＨｚ、¹⁹Ｆが３７６ＭＨｚとし、化学シフトの基準物として、¹Ｈ−ＮＭＲはテトラメチルシランを基準に換算し、¹⁹Ｆ−ＮＭＲはトリクロロフロロメタンを基準に換算した。スペクトルからの各成分濃度の算出は次式により求めた重量％組成を、モル％換算する。
【００２９】
【数１】

【００３０】
尚、上記式中、
Ａ：試料溶液中のトリフロロトルエンｍｍｏｌ数
Ｂ：¹Ｈ−ＮＭＲで２．２〜２．７ｐｐｍと３．０〜３．８ｐｐｍの積分値合計
Ｃ：¹Ｈ−ＮＭＲで７．０〜８．５ｐｐｍの積分値
Ｄ：試料溶液中の試料ｍｇ数
Ｅ：¹⁹Ｆ−ＮＭＲで−６７〜−７８ｐｐｍの積分値
Ｆ：¹⁹Ｆ−ＮＭＲで−６２〜−６６ｐｐｍの積分値
【００３１】
次に保護層のビニリデンフロライド系樹脂としては、ポリビニリデンフロライド、ポリビニリデンフロライド−クロロトリフロロエチレンのランダム共重合体にビニリデンフロライドをグラフトさせた共重合体、ポリビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン共重合体、ポリビニリデンフロライド−ヘキサフロロプロペン共重合体、ポリビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロペン共重合体、ポリビニリデンフロライド−クロロトリフロロエチレン共重合体などである。特にビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％からなる共重合体などは好適である。これらのビニリデンフロライド系樹脂の融点は１２０℃以上でかつビカット軟化温度が１１０℃以上の耐熱性を示すものが必要であるが、より好ましくは融点が１２５〜１８０℃、ビカット軟化温度が１１５℃以上、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）の値が５６以上である硬質樹脂で被覆すれば、より高い耐熱性が確保できる。本発明において、保護層のビニリデンフロライド系樹脂としては不透明なものも使用可能である。
【００３２】
本発明においては、上記芯と鞘と保護層からなる素線を裸線として、さらにその外側に、熱可塑性樹脂からなる第２の保護層を設けることにより、より強度の増した素線が得られる。第２の保護層を形成する熱可塑性樹脂としては、ナイロン１２やビニリデンフロライド系樹脂が好ましく用いられ、特に、ビニリデンフロライド構造単位が７０重量％以上であり、ショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）が６０以上である、ビニリデンフロライド系の樹脂からなり、厚さが５０μｍ以上の第２の保護層を設けることにより、より強度の増した素線が得られる。当該第２の保護層は、上記裸線の保護層に強固に密着しており、一体不可分的に取り扱うことができる。固いビニリデンフロライド系樹脂からなる第２の保護層は、内部の裸線を保護し、曲げによるファイバの潰れを抑制し、座屈を生じにくくすることができる。また、コネクタ端末に固定する際にも、該第２の保護層を剥す必要はないため、該固定作業における座屈も当然防止することができる。当該第２の保護層の厚さは、５０μｍ以上であればその効果が得られ、好ましくは２００μｍ以上であり、通常のファイバ素線の直径から鑑みて、５００μｍ以下の範囲で適宜設定される。
【００３３】
本発明の多芯プラスチック光ファイバの製造方法について説明すれば、溶融状態の芯樹脂と鞘樹脂と保護層樹脂をそれぞれギヤポンプなどの定量供給装置を用いて芯の断面積と鞘の断面積と保護層の断面積の比率に合わせた供給量で、３層複合紡糸ダイに供給し紡糸する。得られた複合紡糸ダイ出口のストランドを機械的強度を付与するため、通常、１１０℃〜１５０℃程度の温度で１．３〜５倍に延伸させ、そのあと歪みをとるため同様の温度で熱処理して、素線とする。本発明において、第２の保護層を形成する場合には、上記複合紡糸して得られた素線を裸線としてその外側に、第２の保護層樹脂を延伸をかけることなく被覆すればよい。また、通常は、これら素線の外側に、さらに、延伸をかけることなく熱可塑性樹脂でジャケット被覆して被覆層を形成し、ケーブルとして使用する。
【００３４】
上記ケーブルを形成する際の被覆層に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ナイロン１２、その他のポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン、ビニリデン系フロライド樹脂などである。また、その好ましい厚さは１００μｍ〜２０００μｍである。本発明の多芯プラスチック光ファイバは耐熱性と引き回し性の要求される車載ケーブルやパソコンの配線やオーディオの配線や、光電センサーなどに使用される。
【００３５】
【実施例】
［実施例１］
芯樹脂として屈折率ｎ_d20が１．４９２のポリメチルメタクリレート樹脂で重量平均分子量が１０万の樹脂を用いた。鞘樹脂としては、ビニリデンフロライド５７モル％、テトロフロロエチレン３２モル％、ヘキサフロロプロペン１１モル％からなる共重合体で、２３０℃、３．８Ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが７．２ｇ／１０分、測定条件を変えて２４０℃、１０ｋｇ荷重でのメルトフローインデックスが２７ｇ／１０分、屈折率ｎ_d20が１．３６４、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）の値が４１の樹脂を用いた。また、保護層樹脂としてはビニリデンフロライド７２重量％とテトラフロロエチレン２８重量％からなる共重合体で、２３０℃、３．８Ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが３０ｇ／１０分であり、融点が１２７℃、ビカット軟化温度が１１９℃のビニリデンフロライド系樹脂を用いた。
【００３６】
尚、上記鞘樹脂の各成分の含有量については、アセトン−ｄ６を９１重量部とα，α，α−トリフロロトルエン９重量部からなる混合溶媒１００重量部に鞘樹脂を９〜１０重量部精秤して溶解して調製した試料溶液を用い、前述した通り、ＮＭＲで測定して求めた。
【００３７】
上記芯樹脂、鞘樹脂、保護層樹脂の３つの樹脂をギヤポンプを用いて容積比にて、８０対７対１３の割合で３７芯からなる３層複合紡糸ダイに導入した。紡糸ダイの温度は２４０℃とした。紡糸ダイから排出されるストランドを常法により２倍に延伸し、熱処理して直径１０００μｍの多芯プラスチック光ファイバ素線を得た。
【００３８】
上記素線の伝送損失は６５０ｎｍの波長で、入射ＮＡ０．１５で測定し１４５ｄＢ／ｋｍであった。この素線を半径２ｍｍの棒の回りに巻付けたが、素線は座屈することはなかった。
【００３９】
上記素線に黒色ポリエチレンのジャケットをほどこし、外径２．２ｍｍのプラスチック光ファイバケーブルを製造し、信頼性のテストを行った。まず、８５℃で９５％の湿度のオーブンに１０００時間放置したときの伝送損失値は１８０ｄＢ／ｋｍと安定していた。別の耐熱試験として、１００℃の乾熱状態に１０００時間放置した場合でも１５０ｄＢ／ｋｍと安定していた。
【００４０】
これらの伝送損失値は比較的入射角の小さい時の値であるが、ＬＥＤを光源にして、光ファイバケーブル１０ｍのサンプルに光を入射せしめ、その出射光の値の評価を行なった。用いた装置はハクトロニクス社製のオプティカルパワーメータ「ＰＨＯＴＯＭ２０５」で、６５０ｎｍの発光波長で、入射ＮＡは０．６以上のものである。その結果、テスト前の出射光量が−１８．０ｄＢｍであったものを、８５℃、９５％の湿度下に５００時間置いた後の値は−１８．６ｄＢｍで、変化は小さかった。同様に１０５℃に５００時間置いたものの値は−１８．５ｄＢｍであり、これもまた、極めて安定していた。
【００４１】
［実施例２］
実施例１の素線を裸線として用い、その外側に、さらにビニリデンフロライド系樹脂を被覆して第２の保護層を形成した。被覆にはクロスヘッドダイを使用し、上記裸線には延伸をかけないようにした。用いたビニリデンフロライド系樹脂は、ポリビニリデンフロライドと、ビニリデンフロライドとクロロトリフロロエチレンとの共重合体との混合物で、ビニリデンフロライド成分が９０重量％、ショアＤ硬度が２３℃で７４のものを用いた。第２保護層の厚さは０．３ｍｍとし、外径１．６ｍｍの多芯プラスチック光ファイバ素線を得た。
【００４２】
得られた素線を半径が１ｍｍの棒の周りに３６０°巻きつけ、解除したところ、なだらかな曲線状に素線が回復し、座屈は生じなかった。なお、裸線については、当該テストにおいて座屈を生じ、鋭角の折れが生じた。
【００４３】
［比較例１］
実施例１と同様の芯樹脂と鞘樹脂を用いた。紡糸ダイは３７本の芯とそれを取り囲む鞘からなる２層構造ダイを用いた。芯樹脂、鞘樹脂をギヤポンプにより、容量比率が８０対２０になるように複合紡糸ダイに供給し、実施例１と同様にして直径１０００μｍの多芯プラスチック光ファイバ裸線を得た。この裸線の伝送損失は１４０ｄＢ／ｋｍであった。しかしこの裸線を半径５ｍｍの棒に巻き付けても座屈は発生しなかったが、半径２ｍｍの棒に巻き付けた場合には裸線に座屈が生じファイバに復元できない折れが生じた。
【００４４】
［比較例２］
芯樹脂として屈折率ｎ_d20が１．４９２のポリメチルメタクリレート樹脂で重量平均分子量が１０万の樹脂を用いた。鞘樹脂としては、特開平１−７４５０５号公報に記載されている、直径が１ｍｍ程度の単芯のプラスチック光ファイバにおいてはＰＭＭＡの芯と鞘層との間に０．７μｍ程度の相溶帯域を示すようなビニリデンフロライド９４モル％とヘキサフロロプロペン６モル％からなる共重合体を用いた。保護層樹脂は実施例１と同じものを用い、紡糸ダイも３７本の芯と各芯を取り囲む鞘からなる２層構造ダイを用いた。芯樹脂、鞘樹脂をギヤポンプにより、容量比率が８０対２０になるように複合紡糸ダイに供給し、実施例１と同様にして直径１０００μｍの多芯プラスチック光ファイバ裸線を得た。この多芯プラスチック光ファイバ裸線にポリエチレン樹脂を被覆し、外径２．２ｍｍの多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。
【００４５】
得られた多芯プラスチック光ファイバケーブルの伝送損失は、６５０ｎｍの単色光で、入射ＮＡが０．１５で測定した値が１５０ｄＢ／ｋｍであった。このケーブルを１０ｍとり、実施例１と同様に６５０ｎｍのオプティカルパワーメータを用いてＬＥＤでの出射光を測定した。その結果、新しいケーブルの出射光量は−１９．０ｄＢｍであった。次に、このケーブルを８５℃で９５％湿度下に５００時間置いた時の出射光量は−２７．０ｄＢｍに大きく変化していた。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラスチック光ファイバ素線及びケーブルは、耐熱性及び強度に優れているため、高温・低湿及び高温・高湿の過酷な環境下においても伝送損失が十分に低く、しかも曲げによる座屈を生じにくいため、高温環境や狭い環境での使用や可動配線としての使用にも耐え、光ファイバの広範囲な用途への利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線の一実施形態の断面図である。
【図２】本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線の他の実施形態の断面図である。
【図３】図２の素線を用いて構成した本発明の多芯プラスチック光ファイバケーブルの一実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１芯
２鞘層
３保護層
４心線
５第２の保護層
６被覆層

Claims

ポリメチルメタクリレート系の芯樹脂からなる芯繊維と、その芯繊維の周りを、鞘樹脂としてビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとへキサフロロプロペンの３元共重合体またはビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペンの２元共重合体であって、ビニリデンフロライド成分が３０〜９２モル％、テトラフロロエチレン成分が０〜５５モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２５モル％の範囲にあり、ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３５０〜１．３８０の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）の値が３０〜５５の範囲にあり、メルトフローインデックス（２３０℃、荷重３．８Ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ条件）が、５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動性を示す樹脂でとり囲んで鞘層となし、さらに該鞘層の周りを、１２０℃以上の融点を有し且つビカット軟化温度（ＡＳＴＭＤ１５２５）が１１０℃以上であるビニリデンフロライド系樹脂で被覆した保護層とを有する心線を、７本以上一纏めになるように複合紡糸してなることを特徴とする光信号伝送用耐熱多芯プラスチック光ファイバ素線。
上記鞘樹脂が、ビニリデンフロライド成分が４０〜６２モル％、テトラフロロエチレン成分が２８〜４０モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２２モル％の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）が３５〜４５の範囲にある請求項１記載の光信号伝送用耐熱多芯プラスチック光ファイバ素線。
上記保護層の外側に、熱可塑性樹脂からなる第２の保護層を設けた請求項１または２記載の光信号伝送用耐熱多芯プラスチック光ファイバ素線。
上記第２の保護層が、ビニリデンフロライド構造単位が７０重量％以上であり、ショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）が６０以上である、ビニリデンフロライド系樹脂からなり、厚さが５０μｍ以上である請求項３記載の光信号伝送用耐熱多芯プラスチック光ファイバ素線。
請求項１〜４のいずれかに記載の多芯プラスチック光ファイバ素線の周りに熱可塑性樹脂からなる被覆層を設けたことを特徴とする光信号伝送用耐熱多芯プラスチック光ファイバケーブル。