JPH0350511A - 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プラスチック光ファイバケー
ブルに関するものであり、特に押し潰しや引張などの負
荷に対してすぐれた耐久性を有し、ケーブルの端末処理
において被ＮＨの固定だけで間接的にプラスチック光フ
ァイバの端而をコネクターに固定することができるプラ
スチック光ファイバケーブルに関するものである。

〔従来の技術〕

プラスチック光ファイバケーブルはその敷設作業時や敷
設後の使用環境状況下にあいて、強く引張られたり、圧
縮ざれたりすることがよくある。

その結果、プラスチック光ファイバの伝送損失が大きく
なり、信弓伝送の機能を果たさムくなるという問題点が
ある。そのため、光ファイバ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するという
対策がとられている。

また、プラスヂック光ファイバケーブルの端末を処理す
る必要があるが、その処理方法としては、ケーブルの被
覆層をはぎとった裸線のプラスチック光ファイバにフェ
ルールを装着し、それを直接エポキシ接着材で固定する
方法や或はケーブルの被覆層をコネクターに固定するこ
とにより間接的にプラスヂック光ファイバの端面を固定
する方法などがとられてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記の従来技術のうち補強繊維を入れた
ケーブルには、引張強度Ｉま補強ざれるが、圧縮力に対
する補強が充分でないという問題点があり、しかも、プ
ラスチック光ファイバは熱により比較的大きく収縮する
ため、捕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
凸による応力がかかるため伝送損失が大きく増加すると
いう問題点がある。又、ケーブル端末の固定方法も繁雑
となるという問題点もあった。

一方、ケーブルをポリ塩化ビニルやポリエチレンなどの
熱可塑性樹脂からなるケーブルの被覆図を厚くとり、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が
、これは本来軽量で小径で信尽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
高温下でケーブルに荷重がかかるとケーブルが著しい変
形を起こし、伝送損失が大幅に増大し実用できないとい
う問題点がある。このような問題点をさ【ノるため、金
ａ管の保護管の中にプラスチック光ファイバを収納する
ことも検討ざれているがこのようなケーブルは高価とな
るとともに端末加工も手数がかかり採用し難い。

又、前記のプラスチック光ファイバケーブルの端末処理
方法としてケーブルの被覆層をはぎとり、プラスチック
光ファイバの裸線をフェルールに装着し、エポキシ接着
材で固定する方法はプラスチック光ファイバに直接力が
加わり易く、ブラスヂック光ファイバの切断１〜ラブル
が生じるという問題点があった。一方、ケーブルの被覆
層をコネクターに固定しただＣノで、間接的にプラスチ
ック光ファイバの端面を固定する方法は簡便であり、フ
ァイバの折れも生じにくく、好ましい方法ではあるが、
従来のケーブルでは被覆層とプラスチック光ファイバ裸
線の密着力が弱いため、端面の位置ずれが生じ信頼性に
欠けるという問題点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記課題を解決し、引張力や圧縮力に対し
、対抗力があり，、さらにプラスヂック光ファイバ裸線
と第１被覆層との密着力を強くして引き抜き強度を充分
強くすることにより端末処理も容易にしたプラスチック
光ファイバケーブルを提供すべく鋭意０１究を行った結
果、本発明に到達した。

即ら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み、２３℃におけるショアＤｌｉ
！Ｐ度の値が６０以上である樹脂からなる０．０１〜０
．２ＩＩＩＭの厚さの第１被覆層とざらにその外側にポ
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、２３℃におけるショアＤ硬度が第１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る０
．１〜１、Ｏｍの厚さの第２被覆層が設けられており、
かつ該第２被覆届が第１被覆層に融着した構造を右する
ことを特徴とす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ヂック光ファイバ裸線の外側
に、少なくとも２層の被覆を施したものである。そして
、これらの被覆の方法は一般の電線被覆と同様に被覆材
の樹脂を溶融押出する押出機に接続したダイスに裸線の
プラスヂックファイバ、及び１層被覆したケーブルを通
して被覆材を被覆する方法を用いる。

これは高温下での圧縮特性を保持させるべくコードの多
層化について検討した結果、できるだ【ブ裸線に近い層
を硬くし、かつクリープ性の小さい樹脂層にした上でそ
の層を厚くすることが効果的であることがわかったこと
による。

そしてそのような樹脂として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でその樹
脂の２３℃にお１プるショアＤ硬度の値が６０以上の樹
脂が極めて好ましいことがわかった。

第１被覆庖としては、これらのビニリデン７ロライド系
樹脂層を０．　０１〜０．２Ｉｒｙ１の厚さにするのが
好ましい。ここでショアＤ硬度とはＡＳＴＨ　Ｄ　２２
４０の方法によって測定した値である。ビニリデンフロ
ライドの含有率は高い方が硬度が高く、引張強度が強く
、かつ耐クリープ特性に１ぐれている。

このような樹脂としては、ポリビニリデンフロライド、
ビニリデンフロライドとクロロトリフルオロエヂレンの
ランダム共重合体にビニリデンフロライドをグラフ１〜
した重合体、ビニリデンフロライドとテトラフ口口エチ
レン共重合体、ビニリデンフロライドとヘキリフロ口プ
ロベン共重合体、ビニリデンフロライドとテトラフロロ
エヂレン、ヘキυフロ口プ口ペン共重合体、さらにはこ
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、ビニリデンフロライド樹脂とオレフィン系
樹脂とのブレンド体、その他公知のビ二リデンフロライ
ド系の樹脂およ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居が変形し
やすく、伝送損失増を生じるため、好ましくない。より
好ましくはｔｆＪ！度は７０以上であり、更に好ましく
は７５以上である。ビニリデンフロライド系樹脂が好ま
し・いもうひとつの理由は、これらの樹脂がプラスチッ
ク光ファイバの裸線の鞘層に密着強度が強いということ
である。この性質は、プラスチック光ファイバケーブル
の端末加工、例えばコネクターづけのとき、被覆層を剥
がないで使用するような用途では極めて好都合なことで
ある。第１被覆居の厚さの規定についてはまず０．０１
＃以下では充分な践械特性が出せないこと、又０．２ｓ
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１ｑ
られず又、剛直なケーブルになって曲げにくくて取扱い
にくいので好ましくない。より好ましい厚さとしでは０
．　０４ｓ＋ｙ〜０．１５ｍである。

第２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０．１〜１．０
　Ｍの厚さの層で第１被覆層と第２被覆借は熱融着して
いる必要がある。

ここで熱融肴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＠着したものもふく
まれる。又、特にこのような部分融着の場合にはケーブ
ルの可撓性が良（なることもある。

第２被覆病は第１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２被覆層は工程的には時間的に別
にして被ｆ３ｉＮＪるのがよい。このようにして被覆し
た第２被覆居と第１被覆居は、最終的なケーブルの被覆
厚さを同じにした場合、単−−１ｉｌ数で被覆したファ
イバーに比べプラスヂック光ファイバの熱的ｊ員俄が少
なく伝送損失も低いという特長を有している。

第１被覆゛層と第２被覆層の樹脂としては、通常第２被
覆層の樹脂を柔らかくしておく必要がある。

その理由は、第１被覆層と融着した第２被覆層がプラス
チック光フ？イバの被ＮＦ２ｉｔとしてコネクターに固
定する場合、特に被覆居をかしめて固定する場合に好ま
しいからである。即ら、ポリビニリデンフロライドでは
硬寸ぎてかしめにくいし、また割れやすいという難点が
あり、一方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′Ｐ１取扱いにくいという問題があるの
である。

したがって第２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１被覆層の樹脂と
同等か好ましくはそれより低く１−る必要があり、第２
被覆層の好ましい硬度ｔは３０〜７０である。第２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．ｉ　〜１．０ｍで
ある。ｏ．　ｉ．よりａいとかしめに耐えられない。１
．０．を越えるちのは、コネクターづけ上は不必費であ
る。より虹ましい厚ざは０．２〜０．５＃である。本発
明のクーブルはプラスチック光ファイバの裸線が０．５
〜１．０繭程度の場合であれば、第２被覆層［１の外径
は寸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、１，５〜２．３馴程度にするが、場合によっては
２．３〜３Ｍ程度にして用いるコネクター寸法に合わぜ
ることかできる。

次に本発明のプラスチック光ファイバケーブルの端末処
理方法について説明する。

通常のプラスチック光ファイバケーブルの場合は、ケー
ブルの先端部分の被覆層をはぎとり、直接裸線をフエル
ールに挿入し、被覆層をコネクターの固定金具で固定す
るものが一般的であるが、本発明のケーブルの場合は、
第１被覆層とプラスヂック光ファイバ裸線の鞘居との引
き抜き強度が充分強いのでケーブルの先端部の被覆層を
残したままコネクターづＣノを行う方法が採用できる。

ここでいう引き抜き強度とは、プラスチック光ファイバ
ケーブルを２５Ｃｍとり、その両端をかみそりで直角に
切断し、片端のみ被覆層を５ｃｍはぎとり裸線を剥き出
しにする。ここで、裸線を内径１．０３ｍのストッパー
に挿入し、バネばかりに固定し、裸線を１０ｃｍｌ分の
速度で引張り、一片端面から裸線が僅かでも移動した■
、１の張力で表わしたものをいう。

本発明のケーブルは、その引き抜ぎ強度かきわめて強く
、プラスチック光ファイバ裸線の断而梢＜ｃｔｉ）の７
倍稈度の（ｉｆｆｉのＫ！ｊ数に相当する引き抜き強度
を有しているのが普通である。

そのため、ケーブルから無理に裸線を引き抜こうとする
と裸線が切断することもある。従って、この特徴を生か
したコネクターづけができるのが大きな特徴である。即
ら、通常行うようなケーブルの被１１ｍ剥きは行わない
で、ケーブルの先端部の被覆層を残したままコネクター
づけを行う方法である。この方法によればプラスチック
光ファイバの裸線の間接的な固定となり、ファイバの切
断事故はなくなる。しかも、裸線と被覆層の密着力は強
く間接固定で充分な信頼性が得られる。

本発明の少なくとも２居構造のケーブルは第１被覆層と
第２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。

本発明はプラスチック光ファイバのケーブルに関するも
のであるが、プラスヂ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プラスチック光ファイバに適
用できる。これらのプラスチック光ファイバの裸線の直
径は、通常０．５＃〜１．５ｍが好ましい。

本允明の２層構迄ケーブルの断面の一例を第１図に示す
。本発明の２層構造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、ポリエヂ
レン、熱可塑性エラス１・マー、塩素化ボリエチレンコ
ンパウンドなど自由に選べる。その断面の一例を第２図
に示す。

〔実　施　例〕

以下実施例によって本発明を説明する。

実施例　１ 直径０．９８ｍ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た１．００ｍの外径を持つ
プラスチック光ファイバ裸線ルミナスＦ　Ｂ　−　１０
００　（旭化成工業社製）を溶融押出機に直結したダイ
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硬度にて７８
〉を０．１５Ｍの厚さに被覆し第１被覆層を施した。つ
いでこの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ラルソフトＧ
１８０とＫ　Ｙ　Ｎ　Ａ　Ｒ　７４０の１重量部対１，
のブレンド物であるショアＤ硬度６９の樹脂により０．
　４５．の厚さに被覆し、第２被覆を施した。このよう
にして外径２．２Ｍの２唐被覆ケーブルを１クた。

このケーブルの伝送損失は６５０ｎｍにて平行光線で５
２Ｔｎ〜２　ｍのカットバック法によって測定した値は
１４５ｄＢ／恥であり、元の裸線の伝送損失にくらべ、
１５ｄＢ／恥程度のロス増である。つぎに、このケーブ
ルを２　ｒｎとり８５℃の恒温槽にいれ、押し付け長さ
５ｃｍの平らな鉄板にはさみ７０Ｋ３の荷重をかけて３
０分放置したときの光透過星を測定したところ、９２％
の値を保持しており、充分々耐圧縮性を示していた。

ざらに、このケーブルの引張試験を行った。測定方法は
恒温で引張試験ＢＷ　Ｓ　ｌ−１　１　Ｎ　Ｋ　Ｏ　１
１モデル丁ＣＭ　−　５００でヂ（・ツク間長さ１００
．、引張速度１００　ｔｒｙｎ　／　ｍ　！　ｎ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１５．２Ｎｇ／本、６０
’Ｃで１０．ＯＮｔＪ／本、８５℃で６．０Ｎタ／本で
あり、充分な抗張力性を示した。

更に、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に装ルし
止め金でかしめて固定した。このもののコネクターとケ
ーブルの固定強度を測定したところ１０Ｋ３以上であり
充分な固定が可能であった。

次いで、プラスヂック光ファイバケーブルを２５ｃｍと
り、その両端をかみそりで直角に切断し、片端のみ、被
覆層を５　ｃｍはぎとり裸線を剥き出しにした。ここで
、裸線を内径１　．　０３ｍｍ、金属間ス１〜ツパに挿
入し、ばねばかりに固定し、裸線を１０　ａｔ＋　／分
の速度で引張り、片端面から裸線がわずかでも移動した
時の張力を調べたが、６Ｋｙでは全く裸線は動かなかっ
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（Ｊ１白己消火性が
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２．２．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分後の光母保持率は２８％に大きく減衰した
。

次いで引張テスＩ−ではケーブルの伸びが７％になった
所の張力が２３℃テ９．ＯＫｙｌ本、６０℃ｒ　４．５
Ｋ’Ｊｌ本、８５℃で２．５Ｎｇ／本であり、高温では
耐抗張力性が不十分である。次に本ケーブルの裸線ど被
覆誼の引き抜き強度を実施例１と同様に行った結果、１
．５Ｋｇであった。

実施例　２ 直径０．７３ｓのＰＭＭ八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た０．　７５．の外径を持
つプラスチック光ファイバ裸線ルミナスＦＢ−７５０（
旭化成工業社製〉を溶融押出酸に直結したダイスに導入
し第１被覆居の樹脂として、セントラル硝子社のヒフラ
ルソフｌ−Ｇ．−１５０　　２０部どベンウＡルト社Ｋ
　Ｙ　Ｎ　Ａ　Ｒ　７４０を１００部とのブレンド樹脂
で２３℃におＣブるショアＤ＆Ｊ！度が７４のらのを用
いた。被覆唐の厚さは０．　０７５１ｇＢとした。

第２被覆唐としてはヒフラルソフｌ−Ｇ−１５０を５０
部とＫ　Ｙ　Ｎ　Ａ　Ｒ　７４０を１００部のブレンド
樹脂で２３℃にお｛ブるショアＤ硬度か６８の樹脂を３
Ｍの厚さに被覆し、Ｒ柊タト径１．５＃のケーブルを得
た。

このケーブルの伝送損失はＭＯｄ＆／／ｍで裸線に比べ
て１０（１Ｂ／畑程度の増加であった。次に、このク−
−ブルを２　ｍとり８５℃の垣温槽に入れ、押し付Ｇ′
）長さ５　ｃｍの平らなｙ，仮にはさみ７０Ｋｌの荷重
をかけて３０分放ｊ４シたときの光透過星を測定したと
ころ、７０％の値を保持しており、充分な耐１工縮性を
ボしていた。又、引張テス１・ではケーブルの伸びが７
％になった所の張力が２３℃で７．４Ｋｇを示した。

比較例　２ 実施例１と同じプラスチック光ファイバ裸線ルミナスＦ
　Ｃ　−　１０００でその伝送ｊｔｊ失が１３０ｄＢ／
ＫＩｎのｂのを直接ポリごニリデンフロライドＫＹＮΔ
Ｒ７１０で０．　６５＃ｎの厚さに被覆した。被覆温度
！：ｔ２００℃で行った。１ｑられた外径２．２ｍのケ
ーブルの伝送｛ζ４失は８００（１Ｂ／紐であり大きな
ロス増が見られた。

（発明の効果） 本発明のプラスチック光フファイバクーブルはｉｌｌ縮
力や引張力について極めて慶ｒＬた性能を有し、且つ８
５℃の高温下でも充分な値を示す“ｂのであり、従来必
要とした補強材や保護管などの繁雑な部品を要しないケ
ーブルを提供するものであり、ケーブルの敷設］：事を
極めてｅＩＭ化することを可ｒＪＩ　Ｇこプるという効
果を右する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２腹構逍を有するプラスチック光ファ
イバケーブルの一例を示寸断面図であり、第２図は３層
構造を有する本発明プラスチック光ファイバケーブルの
一例を示づ断面図である。 特５Ｊｆ出願人　旭化成工業株式会社

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
   側にポリビリニリデンフロライド又はビニリデンフロラ
   イド構造単位を含み、２３℃におけるシヨアＤ硬度の値
   が６０以上である樹脂からなる０．０１〜０．２ｍｍの
   厚さの第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成単位を含み、２
   ３℃におけるシヨアＤ硬度が第１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る０．１〜１．０ｍ
   ｍの厚さの第２被覆層が設けられており、かつ該第２被
   覆層が第１被覆層に融着した構造を有することを特徴と
   するプラスチック光ファイバケーブル。
2. （２）第１被覆層の樹脂の硬度が２３℃のシヨアＤ硬度
   にて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。