JPH0339710A - 機械特性に優れたプラスチック光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は短距離の光伝送媒体として、ＦＡ。

ＯＡ，車，家電機器などに使用される、特に押し潰しや
引張などの負荷に対して優れた耐久性を有するプラスチ
ック光ファイバケーブルに関する。

〔従来技術〕

プラスチック光ファイバケーブルは敷設作業時や敷設後
の使用環境状況下において、強く引張られたり、圧縮さ
れたりする場合がある。そのような場合、プラスチック
光ファイバの伝送損失が大きくなり、信号伝送の機能を
果たさなくなるという問題が生ずる。このため、ケーブ
ルには補強繊維を入れたり、ケーブル全体を金属管で被
覆したりしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

補強繊維を入れたケーブルについては、引張強度は補強
されるが、圧縮力に対する補強は充分ではない。しかも
、プラスチック光ファイバの場合は、ファイバが熱によ
り比較的大きく収縮するため、補強繊維とプラスチック
光ファイバを同時に被覆すると、両者の収縮差により、
ケーブルの縮れや、ケーブル表面の凹凸が生じ、プラス
チック光ファイバに小さな凹凸による応力をかけたのと
同じになり、伝送損失が大きく増加するという問題点が
ある。更に、ケーブル端末の固定方法も繁雑になるとい
う問題点があった。

一方、ＰｖＣやＰＨなどの熱可塑性樹脂からなるケーブ
ル被覆層を厚くとり、圧力に対する断面積を広くとる方
法もよく行われている。しかし、これは本来軽量で小径
で信号伝送できるという光ファイバの特徴を損なうもの
であるとともに、８５℃程度の高温下ではケーブルに荷
重がかかるとケーブルの著しい変形を起こし、伝送損失
が大幅に増大し実用にならないという問題点がある。

このような問題をさけるため、金属管の保護管の中にプ
ラスチック光ファイバを収納することも検討されている
が、高価となるとともに、端末加工も手数がかかり、採
用され難い。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、かかる課題を解決したもので、プラスチック
光ファイバの引張、圧縮などの機械力に対し対抗力のあ
る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。即ち本発明は芯と鞘からなるプラスチック光ファイ
バ裸線の外側に、０、Ｏ１〜０．２　ａｍの厚さの鞘に
熱融着しない樹脂の第１被覆層と、さらにその外側にポ
リビニリデンフロライド又はビニリデンフロライド構造
単位を含む樹脂であって、その、樹脂の２３℃における
ショアＤ硬度の値が６０以上である樹脂からなる０、０
５〜０．４ｍｍの厚さの第２被覆層を有し、さらにその
外側にポリビニリデンフロライド又はビニリデンフロラ
イド構成単位を含みその樹脂の２３℃におけるショアＤ
硬度が第２被覆層の樹脂のものと同等又はそれ以下であ
る樹脂からなり、且つ厚さが０．１　＝１．Ｏｔ＋ｓの
第３被覆層が第２被覆層に融着した構造を有することを
特徴とする機械特性にたプラスチック光ファイバケーブ
ル、特に８５℃程度の高温下でも充分実用できるプラス
チック光ファイバケーブルを提供するものである。

本発明のケーブルはプラスチック光ファイバ裸線の外側
に、少なくとも３層の被覆を施したものである。この構
造について更に詳しくのべる。

高温下での圧縮特性を保持させるべくコードの多層化に
ついて鋭意検討した結果、できるだけ裸線に近い層を硬
くてかつクリープ性の小さい樹脂層にし、その層を厚く
することが効果的であることがわかった。その樹脂とし
て、ポリビニリデンフロライドが候補にあがったが、ポ
リビニリデンフロライドを直接裸線に一次層として被覆
した場合には、プラスチック光ファイバの鞘層に、ポリ
ビニリデンフロライドが熱融着しプラスチック光ファイ
バの使用段階でケーブルの被覆層を剥ぎ取ろうとすると
き、外側に構造不整が生じ、伝送損失がかなり大きなケ
ーブルになってしまう。そのため、プラスチック光ファ
イバの一次被覆層は、鞘層に熱融着しない樹脂を被覆す
る必要がある。

この層はポリビニリデンフロライド系樹脂の高温被覆に
よる熱的悪影響に対する保護層としての役割を果たすも
のでもあり、その被覆層の厚さは０、０１〜０．２一一
程度が好ましく、薄すぎると保護層としての役割を果た
さず、プラスチック光ファイバの鞘層に小さな波型がで
きたりする。一方この層が厚すぎると、高温でケーブル
に荷重をかけたとき、第１被覆層が伸びて変形し、プラ
スチック光ファイバの鞘に影響を与え、伝送損失が増大
する。

より好ましくは０．０５〜０．１５一鵬である。

この層の樹脂としては、０．９１７〜０．９７の密度の
ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン系樹
脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、各種のナイロン樹脂、エチレン−ビニ
ルアルコール系樹脂、ＰＭＭＡ系樹脂、及びこれらの混
合物、並びにこれらに難燃剤を処方した樹脂などが用い
られる。

しかし、これに限定するものではない。

第２被覆層はポリビニリデンフロライド又はビ二すデン
フロライド構成単位を含む樹脂であって、その樹脂の２
３℃におけるショアＤ硬度！度の値が６０以上の樹脂か
らなる０、０５〜０．４Ｍの厚さの居である。

ここでショアＤ硬度とはΔＳＩＮ　Ｄ　２２４０の方法
によって測定した値である。

ビニリデンノロライドの含有率は高い方が映度が高く、
引張強度が強く、かつ耐クリープ特性に優れている。

このような樹脂としては、ポリビニリデンフロライド、
ビニリデン７０ライドとクロロトリフルオロエチレンの
ランダム共重合体にビニリデンフロライドをグラフトし
た重合体、ビニリデンフロライトとテトラフロロエチレ
ン共重合体、ビニリデンフロライドとへキリフロロプロ
ペン共重合体、ビニリデンフロライドとテトラフロロエ
チレン、ヘキ１ノフロロプロペン共重合体、ざらにはこ
れらのビニリデンフロライド系樹脂とＰＭＭＡ系樹脂の
ブレンド体、ビニリデン７０ライド樹脂とオレフィン系
樹脂とのブレンド体、その他公知のビニリデンフロライ
ド系の樹脂及びそれらと他の樹脂とのアロイ、又は混合
体などが使用できる。硬度として、２３℃のショアＤ硬
度の値が６０未満では高温下の荷重で被覆層が変形しや
す（、伝送損失を生じるため、好ましくない。より好ま
しくは硬度は７０以上であり、更に好ましくは７５以上
である。

第２被覆層の厚さの規定についてはまず０．０５關以下
では充分な機械特性が出せないこと、又０層４關以上に
被覆すると、ポリビニリデンフロライド系の樹脂を高温
度で被覆するため、プラスチック光ファイバに熱的影響
が大きくなり伝送損失の大きなケーブルしか得られない
ことから好ましくなく、その上剛直なケーブルになって
曲げに＜＜、取扱いにくいので好ましくない。

より好ましい厚さとしては０．１ｍｍ〜０．２５ｍ■で
ある。

第３被覆層はポリビニリデンフロライド又はビニリデン
フロライド構成単位を含む樹脂からなる０、１〜１．Ｑ
ｍｍの厚さの層で第２被覆層と第３被覆層は熱融着して
いるものである。ここで熱融着とは必ずしも全部の接触
面が完全に融着したものだけではなく、一部分だけが融
着したものも含まれる。特に後者の部分融着の場合には
、ケーブルの可撓性がよくなることもある。又上記の第
３被覆層は第２被覆層と同じ樹脂を被覆したものであっ
てもよいが、この第３被覆層は工程的には時間的に別に
して被覆した方が好ましい。このようにして被覆した第
３被覆層と第２被覆層は、単一回数で被覆したファイバ
に比べ熱的損傷が少なく伝送損失も低い。第２被覆層と
第３被覆層の樹脂は通常は第３被覆層の樹脂を柔らかく
する。この理由は、第２被覆層と融着した第３被覆層が
プラスチック光ファイバの被覆層として、コネクターに
固定する場合で、特に被覆層をかしめて固定する場合を
考慮したものである。その場合は、ポリビニリデンフロ
ライドでは硬すぎてかしめにくいし、又割れやすいとい
う難点もある。さらに、ケーブルが剛直になり曲げ半径
を小さくとれないという問題や、取扱いにくいという問
題がある。

したがって第３被覆層は、ビニリデンフロライド構成単
位を含む樹脂からなる樹脂で硬度は第２被覆層の樹脂と
同等か好ましくはそれより低くする。

第３被覆層の好ましいショアＤ硬度は３０〜７０である
。第３被覆層の厚さは、ケーブルの柔軟性とコネクター
のかしめの方法で適当な厚さがきまり、通常０．１〜１
．０■■である。

０、ｉ−■より薄いと、かしめに耐えられない。

１．０ｉｎを越えるものは、コネクターの関係で不必要
である。

より好ましい厚さは０．２〜０．５關である。本発明の
ケーブルはプラスチック光ファイバの裸線が０．５〜１
．Ｑ　ａｍ程度の場合であれば、第３被覆層口の外径は
すでに市場で用いられているコネクターの内径に合わせ
て、１．５〜２．３ｕｉ程度にするものであるが、場合
によっては２．３〜３ｍ１ｍ程度であってもよく、それ
は用いるコネクター寸法に合わせることができる。

本発明の３層構造ケーブルの外側の２層は難燃性であり
第１被覆層が可燃性の樹脂であっても、全体として難燃
化することもできる。

本発明の少なくとも３層構造のケーブルは第２被覆層と
第３被覆層は融着しているが、光学顕微鏡によってその
層の境界を識別することができる。

その断面は第１図に示すようなものである。

本発明はプラスデック光ファイバのケーブルに関するも
のであるが、プラスチック光ファイバとしては公知のＰ
ＭＭＡ系のもの、ポリカーボネート系のもの、ＭＭＡ系
コポリマーなどを芯とするものなどに適用できる。

本発明の３層構造被覆ケーブルの上にさらに熱可塑性樹
脂を被覆することも本発明のケーブルに含まれる。その
ような熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリエ
チレン、熱可塑性エラストマー、塩素化ポリエチレンコ
ンパウンドなど自由に選べる。その断面の図の一例を第
２図に示す。

又、これらのプラスチック光ファイバの裸線は通常０．
５８〜１．５Ｍの直径のものが好ましい。

（実　施　例） 以下実施例に基づき本発明を説明する。

実施例　１ 直径０．９８＃ｌｌのＰＭＭＡ芯とその外側をビニリデ
ンフロライド系の重合体を鞘とし１．００ｍｍの外径を
持つプラスチック光ファイバ裸線を溶融押出機に直結し
たダイスに導入し、ポリエチレン第１被覆層を０．１ｍ
ｍの厚さに被覆した。さらにその−次被覆した線を同様
にダイスに導入しポリビニリデンフロライド樹脂である
ペンウォルト社のＫＹＮＡＲ７１０（ショアＤ硬度７８
）を０．２ｍｍの厚さに被覆し、第２被覆線を得た。つ
いでこの第２被覆線をダイスに導入しビニリデンフロラ
イド系の樹脂である、セントラル硝子社のセフシルソフ
トＧ１８０とＫＹＮＡＲ７４０の１重量部対１のブレン
ド物であるショアＤ硬度６９の樹脂で０．３ｍ＋＋ｓの
厚さに被覆し、第３被覆を施した。このようにして外径
２．２謹■の３層被覆ケーブルを得た。

このケーブルの伝送損失は６５０部ｍにて平行光線で５
２ｍ〜２ｍのカットバック法によって測定した値は１３
０ｄＢ／ｋｍでケーブル化によるロス増はなかった。

次に、このケーブルを２ｍとり８５℃の恒温槽にいれ、
押し付は長さ５ｃｓｉの平らな鉄板にはさみ７０ｋｇの
荷重をかけて３０分放置したときの光透過量を測定した
ところ、９１％の値を保持しており、充分な耐圧縮性を
示していた。

次いで、このケーブルを引張り試験を行った。

測定方法は恒温で引張試験機５ＨＩＮＫＯＨモデルＴ　
ＣＭ　−５００でチャック間長さ１００鵬鵬、引張速度
１００■■／ｍ１ｎで測定し、常温〜８５℃でのプラス
チック光ファイバ裸線の降伏点伸び率である７％の伸び
をケーブルが示した時の張力を求めた。その値は２３℃
で１６．８ｋｇ／本、６０℃で１０．０ｋｇ／本、８５
℃で６．５ｋｇ／本であり、充分な抗張力性を示した。

さらに、このケーブルを汎用されているプラスチック光
ファイバ用コネクター東芝社製ＴＯＣＰ−１００に装着
し止め金でかしめて固定した。

そしてコネクターとケーブルの引き抜き強度を測定した
ところ１０ｋｇ以上であり充分な固定が可能であった。

その他このケーブルの難燃性をＵＬ　　ＶＷ−１の垂直
燃焼試験に準じて行ったがその結果は自己消火性が認め
られた。

比較例　１ 実施例１と同様のプラスチック光ファイバ裸線にポリエ
チレンを２．２ｍｍに被覆したケーブルを用いて実施例
１と同様の試験を行った。

先ず８５℃７０ｋｇの圧縮テストでは３０分後の光量保
持率は２８％に大きく減衰した。

次いで引張テストではケーブルの伸びが７％になった所
の張力が２３℃で９．０ｋｇ／本、６０℃で４．５ｋｇ
／本、８５℃で２゜５ｋｇ／本であり、高温では耐抗張
力性が不充分である。

実施例　２ 実施例１の第２被覆層と第３被覆層の樹脂をかえた。即
ち、第２被覆層の樹脂として、セント硝子柱のセフシル
ソフトＧ１５０を２０部とペンウォルト社Ｋ　Ｙ　Ｎ　
Ａ　Ｒ７４０を１００部とのブレンド樹脂で２３℃にお
けるショアＤ硬度が７４のものを用いた。

第３被覆層としてはセフラルソフトＧ　１５０を５０部
とＫ　Ｙ　Ｎ　Ａ　Ｒ７４０を１００部のブレンド樹脂
で２８℃におけるショアＤ硬度が６８の樹脂を用いたほ
かは実施例１と同様に最終外径２．２．ｓのケーブルを
得た。

このケーブルの伝送損失は１３０ｄＢ／にでＷ、ＦＪの
−しのとは嘴”同じ値を示した。

次に、このケーブルを２ｍとり８５℃の恒温槽にいれ、
押しくＪ長さ５　ｃｔｒｔの平らな鉄板にはさみ、７０
Ｋｇの荷重をかけて３０分放誼したときの光透過通を測
定したところ、８２％の値を保持してＪ３す、充分な耐
圧縮性を示していた。

次いで、引張テストではケーブルの伸びが７％になった
所の張力が２３℃で１８．ＯＮｇ／本、６０℃で１０、
５にり７本、８５℃で７．０に９／本であり、高温でも
耐抗張力性が充分であった。

比較例　２ 直径０．９８ｓｒのＰＭＭＡ芯とその外側をビニリデン
フロライド系の重合体を鞘とし１．００ｓｒの外径を持
つプラスチック光ファイバ裸線でその伝送損失が１３０
ｄＢ／ＫＩＲのものを直接ポリビニリデンフ目うイドＫ
　Ｙ　Ｎ　Ａ　Ｒ７１０で０．６５１！Ｉｊ！１の厚さ
に被覆した。

被覆温度は２００℃で行った。（ｑられた外径２．２Ｒ
Ｉｌｆのケーブルの伝送損失は８００ｄＢ／にであり大
きな［１ス増が見られた。

比較例　３ 直径０．９８ｓのＰＭＭＡ芯とその外側をビニリデンフ
ロライド系の重合体を鞘とし１．ＯＯｍの外径を持つプ
ラスチック光ファイバ裸線を密１９０．９り５の高密度
ポリエチレンで厚さ０．４ｍ！Ｒに被覆しその外側に実
施例１と同様の第２被覆層と第３被覆層目の樹脂を用い
、それぞれ０．２＃Ｉと０．３ｍに被直し、ケーブル外
径２．８姻のケーブルを）ｑだ。

次に、このケーブルを２ｍとり８５℃の恒温槽にいれ、
押し付長さ５ｃＩＩｌの平らな鉄板にはさみ、７０Ｋｌ
の荷重をかけて３０分放置したときの光透過量を測定し
たところ、６０％の値しか保持しでおらず、被覆材料の
使用量から見ても実Ｍ／／９４１の方が少な（且つ耐圧
縮性に浸れていた。

（５Ｒ，明の効果） 本発明のプラスナック光ファイバケーブルは圧縮カヤ引
張力について極めて優れた性能を有し、しかも８５℃の
高温下でも充分な値を示すものであり、従来必貧とした
補強材や保護管などの繁雑な部品を要しないという効果
を有する。このため、本発明のケーブルは敷設工事を極
めて簡素化することを可能にするという効果も発揮する
ものである。なお、難燃性についても本発明のケーブル
は充分である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の三層被覆層を有するプラスチック光フ
ァイバケーブルの一例を示す断面図であり、第２図はそ
の七にさらに熱可塑性樹脂波ＩＩを施したプラスチック
光ファイバケーブルの一例を示、す断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯と鞘からなるプラスチック光ファイバ裸線の外
   側に、０．０１〜０．２１ｍｍの厚さの鞘に熱融着しな
   い樹脂の第１被覆層と、さらにその外側にポリビニリデ
   ンフロライド又はビニリデンフロライド構造単位を含む
   樹脂であって、その樹脂の２３℃におけるショアＤ硬度
   の値が６０以上である樹脂からなる０．０５〜０．４ｍ
   ｍの厚さの第２被覆層を有し、さらにその外側にポリビ
   ニリデンフロライド又はビニリデンフロライド構成単位
   を含みその樹脂の２３℃におけるショアＤ硬度が第２被
   覆層の樹脂のものと同等又はそれ以下である樹脂からな
   り、且つ厚さが０．１〜１．０ｍｍの第３被覆層が第２
   被覆層に融着した構造を有することを特徴とする機械特
   性に優れたプラスチック光ファイバケーブル。
2. （２）第２被覆層の樹脂の２３℃のショアＤ硬度が７０
   以上である請求項１記載のプラスチック光ファイバケー
   ブル。