JPH08146259A - プラスチック光ファイバコードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性に優れ且つ伝送損失の小さなプラスチ
ック光ファイバコードを生産性良く製造する方法を提供
することを目的とする。 【構成】 本発明によるプラスチック光ファイバコード
の製造方法は、プラスチックファイバを所定の温度に冷
却する第１のステップと、第１のステップ終了の直後
に、押出し法によりプラスチック光ファイバを熱可塑性
樹脂を含む被覆材で被覆する第２のステップとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック光ファイ
バコードの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コア部及びクラッド部が共にプラスチッ
クから構成されるプラスチック光ファイバは、ガラスフ
ァイバに比べ加工や取扱いが容易で低コストであるた
め、その伝送損失が実質的に問題にされない程度に短距
離の光伝送路等として、多用されている。このような特
徴を有するプラスチック光ファイバは、ＬＡＮ（local
area network）、ＩＳＤＮ（integrated service digit
al network）等の次世代通信網構想において、その重要
性が増大してきている。

【０００３】プラスチック光ファイバとしては、図８に
模式的に示すように、階段状に変化する屈折率分布を有
するステップインデックス型（ＳＩ型）ファイバが既に
実用化されている。このＳＩ型ファイバは、極く短距離
の伝送用として、電子機器内部の部品同士の伝送用等に
用いることができるが、伝送容量が少ないため、通信用
としては必ずしも適していない。

【０００４】上記ＳＩ型ファイバに比較して時間当りの
情報量を多量に送ることが可能（伝送容量が多い）で、
通信用光伝送路としてより好適な特性を有する光ファイ
バとして、図９に模式的に示すように、半径方向に変化
するコア部屈折率分布を有するグレーデッドインデック
ス（ＧＩ）型光ファイバが提案されている。

【０００５】プラスチック光ファイバを利用した光伝送
路等に用いるためのプラスチック光ファイバコードは、
一般には、コード布設時の張力にファイバが耐えられる
ようにポリアラミド繊維や繊維強化プラスチック等の抗
張力体が縦添えされ、更に保護のために熱可塑性樹脂等
の被覆物で被覆される構成を有する。

【０００６】このようなプラスチック光ファイバコード
を製造する方法としては、ファイバと抗張力体とに被覆
物をかぶせてこれに電子線を照射し架橋反応させて被覆
する方法等が知られており、例えば、特開平２−２２３
９０５号に開示される方法がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記文献の方
法では、バッチ処理であるために、生産性を向上するこ
とが困難であった。

【０００８】従って、本発明は、耐熱性に優れ且つ伝送
損失の小さなプラスチック光ファイバコードを生産性良
く製造する方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、熱
可塑性樹脂の押出し法によりプラスチック光ファイバと
抗張力体とを被覆する方法を用い、このとき、プラスチ
ック光ファイバを所定の温度に冷却した直後に押出しを
行うことが、押出し時にプラスチック光ファイバが加熱
された場合にもプラスチック光ファイバコードの伝送損
失の上昇を抑制することを可能にし、これにより、プラ
スチック光ファイバコード製造時の生産性を良好にする
ことを見出した。

【００１０】従って、本発明によるプラスチック光ファ
イバコードの製造方法は、プラスチック光ファイバを所
定の温度に冷却する第１のステップと、第１のステップ
が終了の直後に、プラスチック光ファイバを熱可塑性樹
脂を含む被覆材で押出し法により被覆する第２のステッ
プとを含むことを特徴とする。

【００１１】また、本発明によるプラスチック光ファイ
バコードの製造方法は、第１のステップに先立ち、抗張
力体を縦添えする操作を行うことを特徴としてもよく、
又は、第２のステップが、抗張力体を縦添えする操作を
含むことを特徴としてもよい。

【００１２】また、本発明によるプラスチック光ファイ
バコードの製造方法は、第２のステップが、第１のステ
ップの終了後５秒以内に開始されることを特徴としても
よい。

【００１３】また、本発明によるプラスチック光ファイ
バコードの製造方法は、所定の温度が３０℃以下である
ことを特徴としてもよい。

【００１４】また、本発明によるプラスチック光ファイ
バコードの製造方法は、第１のステップにおいて、液体
を冷却のための媒体として用いて冷却することを特徴と
してもよく、更には、この液体が液体窒素であることを
特徴としてもよい。

【００１５】また、本発明によるプラスチック光ファイ
バコードの製造方法は、第１のステップにおいて、気体
を冷却のための媒体として用いて冷却することを特徴と
してもよく、更には、この気体がヘリウムであることを
特徴といてもよい。

【００１６】また、本発明によるプラスチック光ファイ
バコードの製造方法は、コア部が、中心から外側に向か
って漸次降下するグレーデッドインデックス型の屈折率
分布を有することを特徴としてもよい。

【００１７】本発明のプラスチック光ファイバコードの
製造方法によれば、押出しの直前にファイバを冷却する
ことにより、押出しの過程で加熱溶融された被覆材から
プラスチック光ファイバが熱を受けても、プラスチック
光ファイバの温度は、伝送損失増を引き起こすファイバ
自身の収縮を生じる温度までは上昇しない。また、本発
明においては、被覆時の電子線照射が必須ではないた
め、高価で大掛かりな電子線照射装置を用いることなく
伝送損失の少ないプラスチック光ファイバコードを生産
することが可能となる。更には、このように電子線照射
を用いない態様においては、連続的な被覆処理の速度が
高くなれば架橋反応の効率が悪化し被覆の性能も劣化す
るという電子線照射を用いた場合に特有な生産性に対す
る制約を受けることがない。

【００１８】以下、添付した図面を参照して、本発明を
更に詳細に説明する。尚、添付した図面において、同一
の要素には同一の番号を付し、重複する説明を省略す
る。

【００１９】（プラスチック光ファイバ母材）図１は、
本発明のプラスチック光ファイバ母材１の構成の一態様
を示す模式斜視図である。図１を参照して、光ファイバ
母材１は、コア２と、該コア２より低い屈折率を有する
クラッド３とからなる。

【００２０】（光ファイバ母材の製造方法）本発明の線
引方法に好適に用いることができる光ファイバ母材１の
製造方法については、既知の成型材料による押し出し法
等、あらゆる方法を特に制限なく用いることが可能であ
るが、光ファイバ母材１が図９に示されるようなＧＩ型
の屈折率分布を有する母材である場合、該母材は、例え
ばクラッド部３に対応するプラスチック製中空回転体中
で、屈折率調整剤と、コア形成用のモノマーとを少なく
とも含む組成物を重合させて形成することができる。

【００２１】このようなコア形成用の重合反応において
は、上記コア用モノマー由来のオリゴマーまたはポリマ
ー中における粘度上昇により、連鎖担体（chain carrie
r ；例えば、ポリマー成長ラジカル）の拡散が阻害され
る、いわゆる「ゲル効果」に基づき、上記コア用モノマ
ーが優先的に重合に供されるため、屈折率が低いポリマ
ーが先に（コア中心部から見て、より外部に）生成し、
図９に示されるようなＧＩ型屈折率分布を有するコア部
２を得ることが可能となる。すなわち、ゲル効果によっ
て、コアの重合はコア、クラッド界面から中心に向かっ
て進むが、この際、屈折率調整剤はモノマーよりも分子
サイズが大きいために中心に集まることとなり、これに
基づきＧＩ型の屈折率分布が形成される。

【００２２】このようなコア形成用の重合反応において
は、光ファイバ母材１を形成するに際して、コア形成反
応に用いるべき「クラッド部３」は、コア部２とは別に
用意してもよく、また、それ自体を重合により得てもよ
い。クラッドを重合により形成する場合、上記したコア
形成反応は該クラッド形成反応と別個に行ってもよく、
クラッド形成反応と連続して行ってもよい。

【００２３】このようなコア形成用の重合反応において
は、該クラッド部３は、例えば、中空の回転体形状を有
する容器内で重合反応を行うことにより得ることが可能
である。

【００２４】次に、このようなコア形成用の重合反応に
おいて、クラッド３およびコア２をともに重合により形
成する場合に使用可能な方法には、例えば以下に述べる
ような方法がある。

【００２５】まず最初に中空の円筒体（例えばガラス容
器）の中でクラッドを重合により形成する。より具体的
には、該中空円筒体の中に、クラッドを構成するモノマ
ーと重合開始剤とを少なくとも含むクラッド形成用組成
物を注入し、中空円筒体を回転させつつクラッドを形成
させる。

【００２６】次いで、上記重合により形成した管状のク
ラッドを上記中空円筒体状の容器から取り出し、該クラ
ッド中に、少なくともコア形成用のモノマーと屈折率調
整剤と重合開始剤とを含むコア形成用組成物を注入して
コア重合を行う。

【００２７】（クラッド用重合体）本発明の線引方法に
用いることのできる母材に関して、上記クラッド３を構
成すべき重合体Ａ（屈折率：Ｎ_a ）に関しては、母材の
製造方法に関わらず、公知の透明な重合体を特に制限な
く使用することが可能であるが、例えば、メタクリル酸
メチルのホモポリマー（ポリメタクリル酸メチル：ＰＭ
ＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、例えば、２，２−
ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンとフェニルエ
ステルとのエステル交換反応により生成するポリカーボ
ネート；あるいは、メタクリル酸またはメタクリル酸メ
チルと他の単量体との透明な共重合体が使用可能であ
る。このような「他の単量体」としては、例えば、単官
能の（メタ）アクリレート類、フッ素化アルキル（メ
タ）アクリレート類、多官能（メタ）アクリレート類、
アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル系単量体；スチ
レン、クロロスチレン等のスチレン系単量体ないしこれ
らの塩化物等が好適に使用可能である。

【００２８】上記した重合体の中でも、ポリメタクリル
酸メチル（屈折率ｎ＝1.４９０）、又はポリカーボネー
ト（特に、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プ
ロパンと、フェニルエステルとのエステル交換反応によ
り生成するポリカーボネート（ｎ＝1.５９））が特に好
適に使用可能である。

【００２９】（コア用重合体）本発明の線引方法に用い
ることのできる母材に関し、上記コア２を構成すべき重
合体Ｂ（屈折率：Ｎ_b ）としては、上記クラッド用重合
体と同様に、母材の製造方法に関わらず、公知の透明な
重合体を特に制限なく使用することが可能であるが、例
えば、メタクリル酸メチルのホモポリマー（ポリメタク
リル酸メチル：ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、例えば、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）プロパンとフェニルエステルとのエステル交換反応
により生成するポリカーボネート、；あるいは、メタク
リル酸またはメタクリル酸メチル他の単量体との透明な
共重合体が使用可能である。このような「他の単量体」
としては、例えば、単官能の（メタ）アクリル酸類、フ
ッ素化アルキル（メタ）アクリレート類、多官能（メ
タ）アクリル酸類、アクリル酸、メタクリル酸等のアク
リル系単量体；スチレン、クロロスチレン等のスチレン
系単量体ないしこれらの塩化物等が好適に使用可能であ
る。

【００３０】上記した重合体の中でも、ポリメタクリル
酸メチル（屈折率ｎ＝1.４９）、又はポリカーボネート
（ｎ＝1.５９）（特に、２，２−ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）プロパンと、フェニルエステルとのエステル
交換反応により生成するポリカーボネート）が特に好適
に使用可能である。

【００３１】（屈折率調整剤）本発明の線引方法に用い
ることのできる母材に関し、上記した重合体Ｂの屈折率
（Ｎ_b ）を変化させる物質（屈折率調整剤）としては、
該重合体の屈折率と異なる屈折率（Ｎ_c ）を有する材料
を特に制限なく使用可能である。

【００３２】所望の屈折率分布を与え、且つ、上記重合
体Ｂと安定に共存することが可能である限り、屈折率調
整剤の分子量は特に制限されない。また、該屈折率調整
剤自体が重合性の官能基（例えば、ビニル基ＣＨ₂ ＝Ｃ
Ｈ−等の不飽和重合性基）を有していてもよい。すなわ
ち、屈折率調整剤は単量体ないしはその混合物であって
もよく、またオリゴマーないしポリマーであってもよ
い。

【００３３】本発明において、上記重合体Ｂをポリメタ
クリル酸メチル（ＰＭＭＡ）（Ｎ_a＝ｎ＝1.４９）とし
た場合に、該重合体Ｂとの組合せにおいて好適に使用可
能な屈折率調整剤の具体例としては、例えばフタル酸ブ
チルベンジルエステル（ ＝ｎ＝1.５３６）、酢酸２−
フェニルエチル（ｎ＝1.５１）、フタル酸ジメチル（ｎ
＝1.５１５）、ジフェニルスルフィド（ｎ＝1.６３
５）、安息香酸ベンジル、トリフェニルフォスフェー
ト、安息香酸ビニル（ｎ＝1.５７７）、ベンジルメタク
リレート（ｎ＝1.５６８）、フタル酸ジアリル（ｎ＝1.
５１８）、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレ
ート（ｎ＝１．３６１）、酢酸ヘキシル（ｎ＝１．４０
８）、フタル酸ビス（３，５，５−トリメチルヘキシ
ル）（ｎ＝１．４７８）、フタル酸ビス（２−メチルヘ
キシル）（ｎ＝１．４８６）等を例示することができ
る。上記した具体例中、安息香酸ビニル、ベンジルメタ
クリレート、フタル酸ジアリル及び２，２，２−トリフ
ルオロエチルメタクリレートは重合性の官能基を有する
屈折率調整剤である。

【００３４】本発明においては、光ファイバ母材１線引
の際の作業性（線引時の断線防止、ないし母材加熱時の
硬さ）の点からは、該母材１のコア２とクラッド３とを
構成する高分子の、ＧＰＣ（gel permeation chromatog
raphy ）による重量平均分子量が、１０, ０００以上３
００, ０００以下であることが好ましく、更には３０,
０００以上２５０, ０００以下（更には５０, ０００以
上２００, ０００以下）であることが好ましい。

【００３５】光ファイバ母材１のコア２とクラッド３と
を構成する高分子の重量平均分子量は、例えば、以下の
ようにして測定することが可能である。

【００３６】（重量平均分子量の測定方法）平均分子量
を測定すべきプラスチック光ファイバ母材の全体を、テ
トラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解して、濃度が０．１
ｍｇ／ｍｌ程度のＴＨＦ溶液とする。

【００３７】このようにして得たＴＨＦ溶液を、必要に
応じてメンブレン・フィルター（例えば、ミリポア社の
メンブレン・フィルター）を通過させた後、ＧＰＣ測定
系に導入してＧＰＣ分析を行い、該ＧＰＣ分析結果に基
づき光ファイバ母材の重量平均分子量を求める。このＧ
ＰＣ分析の際には、例えば、以下の測定条件が好適に用
いられる。

【００３８】 ＧＰＣ装置：東ソー社製、商品名：HLC-8020 ＧＰＣカラム：東ソー社製、商品名：TSK gel 4000HXL TSK gel 2500HXL TSK gel 2000HXL(３本連結） （内径７．８ｍｍ×長さ３００ｍｍ（１本当たり）） カラム槽温度：４０℃ 移動相：ＴＨＦ 流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ 検出器：ＲＩ（屈折率） データ処理装置：東ソー社製、商品名：ＣＰ−８０００ 本発明に用いることのできる母材の分子量は、特に制限
されないが、光ファイバ母材１線引の際の作業性（線引
時の断線防止、ないし母材加熱時の硬さ）の点からは、
コア２を構成する高分子の重量平均分子量（Ｍ_R ）は、
１０, ０００以上３００, ０００以下であることが好ま
しい。また、クラッド３を構成する高分子の重量平均分
子量（Ｍ_D ）も、１０, ０００以上３００, ０００以下
であることが好ましい。このようなコア２またはクラッ
ド３の重量平均分子量も、上記した母材１全体の重量平
均分子量と同様に測定することが可能である。

【００３９】光ファイバ母材１線引の際の作業性（線引
時の断線防止、ないし母材加熱時の硬さ）の点からは、
上記Ｍ_R とＭ_D との比Ｍ_D ／Ｍ_R は、０．８〜１．２程
度、更には０．９〜１．１程度であることが好ましい。

【００４０】本発明において、上記分子量を得るための
方法は特に制限されないが、例えば、コア２および／又
はクラッド３の重合を、重合開始剤および／又は重合反
応を停止させる連鎖移動剤の存在下に行うことにより、
更には、該重合開始剤および／又は連鎖移動剤の量を調
整することにより、前記した特定の分子量を得ることが
できる。

【００４１】（被覆材）本発明に使用することが可能な
被覆材の種類は、押出しの過程での加熱により成形でき
る程度の熱可塑性が得られる合成樹脂（即ち、熱可塑性
樹脂）又はこれを含むものであれば、特に制限はされな
い。このような熱可塑性樹脂としては、線形あるいは分
枝状の高分子が好適に使用可能であり、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビ
ニル、ナイロン６，６、ナイロン６，１０、ポリ塩化ビ
ニリデン等が挙げられる。これらの高分子は、好ましく
は、メルトフローインデックス（ＡＳＴＭ１２３８）が
０．１〜２０である熱可塑性を有するものが使用可能で
ある。

【００４２】（抗張力体）本発明に使用可能な抗張力体
は、これを含むプラスチック光ファイバコードに所望の
抗張力を与えるものである限り、公知のものを特に制限
なく用いることができる。このような抗張力体として
は、例えば、ポリアラミド樹脂（例えば、デュポン社の
ケブラー）又はポリアラミド繊維、ガラス繊維や炭素繊
維等で強化したポリアラミド樹脂又はポリアラミド繊
維、あるいは、不飽和ポリエステル樹脂等の引き抜き成
形による繊維強化プラスチック等が好適に使用可能であ
る。

【００４３】（プラスチック光ファイバコードの構成）
本発明のプラスチック光ファイバコードは、単心であっ
てもよくまた多心であってもよい。

【００４４】本発明のプラスチック光ファイバコードに
おいては、抗張力体は、プラスチック光ファイバに縦添
えされる。ここで、「縦添え」とは、抗張力体の長手方
向がファイバの長手方向と略平行になるように、抗張力
体をファイバに対して配置することである。また、コー
ド１本につき抗張力体が１つのみ含まれてもよくまた複
数含まれていてもよい。また、多心コードの場合におい
ては、抗張力体はコードの中心附近に配置されファイバ
がその外側に配置されてもよく、又は、ファイバはコー
ドの中心附近に配置され抗張力体がその外側に配置され
てもよい。

【００４５】（線引の好ましい態様）本発明に好適に使
用可能なプラスチック光ファイバの線引装置を示す図２
の縦断面図を参照しつつ説明する。尚、以下の図面にお
いては、説明の便宜のため、実際とは若干異なる縮尺を
用いる場合がある。また、本発明には図２に使用した装
置以外にも、公知のプラスチック光ファイバを製造する
ための線引き装置を特に制限なく用いることができる。

【００４６】図２に示されるように、この態様のプラス
チック光ファイバの線引装置１０は、線引炉１２と、外
径モニタ１４と、巻き取り手段１６とから構成される。

【００４７】線引炉１２は、金属製のカバー２０と、該
カバー２０の上下にそれぞれ配置された上部円筒２８と
下部円筒３２とからなるハウジングを有する。線引炉１
２は、上記ハウジングと、その内部に配置された円管状
の炉心管２２と、該炉心管２２の外側に配置されたヒー
タ２４と含む。

【００４８】上記構成を有する線引装置１０を用いて円
筒形状のプラスチック光ファイバ母材２６を線引する場
合、該母材２６は、後述するネックダウン部２７を与え
るべきその先端部分を下にして、上部円筒２８から下方
へ向かうように炉心管２２の内側に挿入され、線引炉１
２内に配置される。

【００４９】線引された母材の一部（すなわち、光ファ
イバ）が巻き取り手段１６により巻き取られることによ
り、図２に示すように、光ファイバ母材２６は、巻き取
られることによって生じたネックダウン部２７を下にし
て、線引炉１２内に配置されることとなる。

【００５０】上記プラスチック光ファイバ母材２６は、
通常はカバー２０に完全に包囲されず、一部が上部円筒
２８の上方に突き出たまま残った状態となっている。線
引炉１２内の気密性を保つために、上部円筒２８の上面
は、プラスチック光ファイバ母材２６の外径とほぼ同等
の大きさの穴を有するリング３０により、シールされて
いる。一方、下部円筒３２の下面には、金属製のシャッ
ター３４が備えられており、該シャッター３４の中心付
近には、線引されたファイバが通過可能なように、小さ
な開口が設けられている。

【００５１】上記した図２の線引装置を用いた場合、プ
ラスチック光ファイバ母材２６はヒータ２４によって加
熱され、一方、不活性なガスは、リング３０を通過して
線引炉１２内へ供給され、炉心管２２内部を流れ母材２
６と接触する。加熱されて溶融した母材２６は、所定の
速度で紡糸されてプラスチック光ファイバ３８となり、
上記シャッター３４の開口部を通過し、外径モニタ１４
を通過してその外径が測定された後、巻き取り手段１６
に巻き取られる。

【００５２】（被覆の好ましい態様）図３は、本発明の
被覆の形成に好適に使用可能な装置の構成図である。図
３に示されるように、被覆形成装置４０は、プラスチッ
ク光ファイバ３８を供給するファイバサプライ４２と、
プラスチック光ファイバを冷却するための冷却手段４４
と、ファイバの温度を検出する温度検出手段４５と、抗
張力体をファイバに縦添えするための抗張力体供給器４
６と、押出し法により被覆を形成する押出し装置４８
と、被覆がなされたプラスチック光ファイバコードを冷
却するための冷却装置５０と、ローラー５２と、巻き取
り５４とから構成される。

【００５３】ここで、冷却手段を出たファイバがその温
度が上昇する前に（即ち冷却のステップが終了の直後
に）押出し装置に導入されるように、ラインの速度と冷
却手段−押出し装置間の距離を決めることが好ましい。
この場合、冷却手段を出たファイバが押出し装置に導入
されるまでの時間は、１０秒間以下であればよく、好適
には５秒間以下、更に好適には３秒間以下である。ま
た、冷却手段４４によって冷却された直後のプラスチッ
ク光ファイバの温度は、３０℃以下であればよく、好適
には２５℃以下、更に好適には２０℃以下である。

【００５４】尚、本発明による被覆の形成は、図７に示
されるように、線引から引続いて行う態様であってもよ
い。この態様のプラスチック光ファイバコード製造装置
は、線引き装置１０と、これと同一のラインで引続いて
被覆を行う押出し被覆装置４０とから成る。図７に示さ
れるように、このプラスチック光ファイバコード製造装
置１００では、線引き装置１０において母材２６から線
引されたプラスチック光ファイバ３８は、ローラー１０
２を通って冷却手段４４に直接導入されて、被覆が施さ
れる。

【００５５】尚、ここに挙げたプラスチック光ファイバ
コード製造装置以外にも、押出し法による被覆装置を備
えた製造装置であって、上記に挙げた温度にプラスチッ
ク光ファイバを冷却することが可能な冷却手段を押出し
装置の直前に備えていれば、公知のプラスチック光ファ
イバコードの製造装置を特に制限なく本発明の実施に用
いることができる。

【００５６】

【実施例】

（光ファイバ母材の作製）中空円筒形状のガラス管（外
径：１７ｍｍ、内径：１５ｍｍ、長さ：４００ｍｍ）を
用意し、水平に保持した該ガラス管中に、クラッド形成
用モノマーたるメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）に重合開
始剤たる過酸化ベンゾイルを０．１重量％を添加して注
入し、ガラス管の両端をビニールテープでシールした。
次いで、該ガラス管を約４０００ｒｐｍで回転させなが
ら、７０℃で１２時間加熱を行い、上記モノマーを重合
させてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなるク
ラッドを形成した。

【００５７】上記で形成したクラッド外側の上記ガラス
管を壊して取り除いた後、得られたクラッド管を水平に
保持し、該クラッド管の中に、メタクリル酸メチル１０
０重量部に対し屈折率調整剤たるフタル酸ジブチルベン
ジルエステル２５重量部添加した混合液に、重合開始剤
たる過酸化ベンゾイルを該混合液中のメタクリル酸メチ
ルに対して０．１重量％を添加して注入し、ビニールテ
ープでシールドした後、約１０００ｒｐｍで回転させな
がら、７０℃で１２時間加熱を行い、上記モノマーを重
合させてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなる
コアを形成して、ＧＩ型プラスチック光ファイバ母材
（外径１５ｍｍ、コア径１２ｍｍ、長さ３５０ｍｍ）を
得た。このようにして作製された母材の全体をテトラヒ
ドロフラン（ＴＨＦ）に溶解してＧＰＣ分析を行い、該
ＧＰＣ分析結果に基づき光ファイバ母材の重量平均分子
量を求めたところ、該分子量は１００, ０００であっ
た。

【００５８】上記で得られたＧＩ型プラスチック光ファ
イバ母材の半径方向に対する光屈折率分布を、ＮＦＰ法
（測定装置：ヨーク社製、商品名：ＦＣＭ−１０００）
により測定したところ、図９のグラフに示すようなＧＩ
型の屈折率分布が得られた。尚、この方法により作製さ
れた母材は、以下の全ての実施例及び全ての比較例にお
いて使用される。

【００５９】（実施例１）プラスチック光ファイバをヘ
リウムガスで冷却した直後に被覆して、プラスチック光
ファイバコードを作製した。

【００６０】以下、図２〜図６を参照して説明する。本
実施例では、次のようにプラスチック光ファイバコード
を作製した。まず、上述のように製造されたプラスチッ
ク光ファイバ母材を、図２に示される装置を用いて線引
きして、直径６５０μｍのプラスチック光ファイバを得
た。得られたファイバは、巻き取り１６に巻き取られた
状態で保管された。この際の線引きの条件は、炉心管の
温度が２２０℃、線引き速度が１０ｍ・ｍｉｎ．^-1であ
り、炉心管内にはヘリウムガスを流通させていた。尚、
この線引きの条件は、以下全ての実施例及び比較例にお
いて共通して用いられる。このようにして得られたプラ
スチック光ファイバの屈折率分布を調べたところ、図９
に示されるようなグレーデッドインデックス（ＧＩ）型
の分布を持つことがわかった。

【００６１】次に、図３に示されるプラスチック光ファ
イバコード製造装置を用いて、このプラスチック光ファ
イバを用いたコードを作製した。本実施例の場合は、図
２に示される巻き取り１６を、そのままファイバサプラ
イ４２として用いた。図３に示されるように、ファイバ
サプライ４２から供給されたプラスチック光ファイバ３
８は、冷却手段４４に導入される。本実施例では、冷却
手段４４は、図６（ｂ）に示されるような、ヘリウムガ
スを用いた冷却であった。即ち、図６（ｂ）に示される
ように、プラスチック光ファイバ３８は、液体ヘリウム
が充填されたボンべ７８から噴射されるヘリウムガス
（７９で図示）により直接冷却された。

【００６２】図３に示されるように、ヘリウムガスによ
って冷却されたプラスチック光ファイバ３８は、冷却温
度を検出するための温度検出手段４５に導入された。図
５（ｂ）は、本実施例において用いられた温度検出手段
４５の斜視図である。図５（ｂ）に示されるように、温
度検出手段４５は、中央にファイバを通すための穴が開
いた、非接触式の温度センサ６９（東京精工社製ＴＨ−
ＢＭ型、以下全ての実施例において使用）により構成さ
れる。温度センサ６９によって検出された温度は、電気
信号の形で測定部（図示せず）に送られて温度の測定が
なされる。本実施例では、温度検出手段によって検出さ
れたプラスチック光ファイバの温度は、約２８℃であっ
た。

【００６３】図３に示されるように、冷却手段４４によ
り冷却されたプラスチック光ファイバは、抗張力体供給
器４６に導入された。この際、ファイバが冷却手段４４
から出て抗張力体供給器４６に入るまでの時間は、約５
秒間であった。抗張力体供給器の詳細は、図５（ａ）の
斜視図で示される。図５（ａ）に示されるように、抗張
力体供給器４６は、支持板６５と、ボビン６６ａ及び６
６ｂと、ローラー６７ａ及び６７ｂとから成る。尚、図
５（ａ）では、支持板６５はボビン及びローラーを２個
づつ有する形態のものを図示しているが、ボビン及びロ
ーラーは使用する抗張力体の種類及び求めるコードの抗
張力に応じて、１〜６個程度有していればよい。本実施
例では、抗張力体にはポリアラミド繊維（商品名：ケブ
ラー、デュポン社製）を単体で用いた。以下、全ての実
施例及び比較例においてこの抗張力体を用いる。抗張力
体６８は供給された後、プラスチック光ファイバ３８と
共に被覆されて、巻き取り５４に巻き取られた。

【００６４】図５（ａ）に示されるように、抗張力体で
あるポリアラミド繊維６８はボビン６６ａ及び６６ｂか
ら、ローラー６７ａ及び６７ｂを介して、抗張力体供給
器４６に導入されたプラスチック光ファイバ３８に対し
て略平行となるように供給された。この時、プラスチッ
ク光ファイバ３８の供給速度と抗張力体６８の供給速度
とは、共に同じ巻き取りに巻き取られていたためにほぼ
等しかった。

【００６５】図４（ａ）は、押出し法により被覆を形成
するための押出し装置の側面図であり、図４（ｂ）は、
押出し装置の上面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）
に示されるように、押出し装置４８は、ペレット状の樹
脂を供給するためのホッパ６０と、内部にスクリュー６
３を有し且つ加熱のためのジャケット（図示せず）を具
備する押出し装置バレル６１と、ファイバを通すための
開口６２１とファイバが被覆される押出しダイ６４とを
具備するクロスヘッド６２とから成る。

【００６６】図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、
ホッパ６０にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のペレットが供
給された。スクリュー６３を作動させて、ＰＶＣペレッ
トはバレル６１の中をクロスヘッドの方向に移動され
た。このとき、バレル６１の中は約１８０℃の温度に加
熱されていたため、ＰＶＣはバレル６１の中で溶融した
状態でクロスヘッド６２へ送りだされる。開口６２１を
通ってクロスヘッド６２に導入されたプラスチック光フ
ァイバ３８（ここでは、抗張力体が縦添えされたプラス
チック光ファイバも併せてプラスチック光ファイバと称
する）は、押出しダイ６４の中で、溶融したＰＶＣによ
り被覆された。

【００６７】図３に示されるように、ＰＶＣによる被覆
がなされたプラスチック光ファイバコード３８は、冷却
装置５０に導入された。図６（ａ）は、冷却装置５０の
斜視図である。図６（ａ）に示されるように、冷却装置
５０は、冷却水を冷却装置に導入するための導入管７３
と、冷却水を排出するための排出管７４と、コードを冷
却装置内に導入するための開口７５とを具備する。導入
管７３により矢印７６の方向に供給された冷却水は、冷
却装置５０の内部でコード３８と直接接触してコード３
８を冷却し、排出管７４を通って矢印７７のように冷却
装置５０から排出された。

【００６８】被覆が形成された後に冷却されたコード３
８は、ローラー５２を介して、巻き取り５４により巻き
取られた。

【００６９】このようにして製造されたプラスチック光
ファイバコードの伝送損失は、カットバック法（測定装
置名：ＡＱ−６３１５Ｂ、安藤電気社製）によって測定
された。尚、以下の全ての実施例及び比較例においてプ
ラスチック光ファイバコードの伝送損失の測定には、こ
の方法及び装置を用いる。本実施例において製造された
プラスチック光ファイバコードの伝送損失は、波長６５
０ｎｍにおいて、２００ｄＢ／ｋｍであった。

【００７０】（実施例２）前述のプラスチック光ファイ
バ母材を、図２に示される装置を用いて実施例１と同一
の条件で線引きを行い、図９に示されるようなＧＩ型の
屈折率分布を持つプラスチック光ファイバを製造した。
そして、図３に示される装置を用い、冷却手段４４にお
いては液体窒素で直接プラスチック光ファイバを冷却し
た直後にこれを被覆して、プラスチック光ファイバコー
ドを作製した。

【００７１】本実施例では、冷却手段４４に冷却装置５
０と同一の構成をもつ装置を用いた。図６（ａ）に示さ
れるように、本実施例の冷却手段は、液体の冷却媒体を
冷却装置に導入するための導入管７３と、冷却媒体を排
出するための排出管７４と、ファイバを冷却装置内に導
入するための開口７５とを具備する。導入管７３により
矢印７６の方向に供給された冷却媒体は、冷却装置５０
の内部でファイバ３８と直接接触してファイバ３８を冷
却し、排出管７４を通って矢印７７のように冷却装置５
０から排出される。本実施例では、冷却媒体として液体
窒素を冷却手段４４の冷却装置５０内に流通させて、プ
ラスチック光ファイバを冷却した後、温度検出手段４５
で検出されたファイバの温度は、２５℃であった。冷却
手段４４から出た後抗張力体供給器４６に入るまでの時
間は、約５秒間であった。

【００７２】更に、実施例１と同様に抗張力体（ポリア
ラミド繊維）を縦添えして押出し装置４８にてＰＶＣで
被覆が施されたプラスチック光ファイバコードは、冷却
装置５０にて冷却され、ローラー５２を介して、巻き取
り５４により巻き取られた。本実施例のプラスチック光
ファイバコードの伝送損失を、実施例１と同様に測定し
たところ、波長６５０ｎｍに対して２１０ｄＢ／ｋｍで
あった。

【００７３】（実施例３）本実施例では、線引きと押出
しによる被覆とを同一のラインで連続して行い、プラス
チック光ファイバコードを作製した。

【００７４】図７は、本実施例で用いたプラスチック光
ファイバコードの製造装置の構成図である。図７に示さ
れるように、本発明に用いたプラスチック光ファイバコ
ードの製造装置１００は、線引き装置１０と被覆形成装
置４０とから成る。図７に示される線引き装置１０は、
図２に示される線引き装置１０と同一の構成を有する。
また、図７に示される被覆形成装置４０は、図３に示さ
れる被覆形成装置４０と同一の構成を有する。

【００７５】本実施例のプラスチック光ファイバコード
の作製は、以下の通りである。図７に示されるように、
まず、上述のように作製されたプラスチック光ファイバ
母材２６を、線引き装置１０のカバー２０内に包含され
ている炉心管２２の内部に挿入し、不活性なガスを矢印
２９の方向に流しつつ、ヒータ２４により母材２６を加
熱し、ローラー１０２の方向へ線引きした。この際、実
施例１と同一の条件で線引きを行った。線引きされたプ
ラスチック光ファイバ３８の屈折率分布を調べたとこ
ろ、図９に示されるようなＧＩ型の屈折率分布を持つこ
とがわかった。

【００７６】続いて、線引きされたプラスチック光ファ
イバ３８は、ローラー１０２を介して冷却手段４４に導
入された。本実施例では、冷却手段４４においては図６
（ｂ）に示されるような、実施例１でなされた冷却操作
と同一のヘリウムガスによる冷却を行った。冷却手段４
４において冷却されたファイバ３８の温度は、温度検出
手段において２７℃で検出された。冷却手段４４を出た
後、約５秒後には抗張力体供給器４６に導入された。そ
して、ポリアラミド繊維が縦添えされた後、押出し装置
４８にてＰＶＣの被覆を施された。押出し装置４８にて
ＰＶＣで被覆が施されたプラスチック光ファイバコード
は、冷却装置５０にて冷却され、ローラー５２を介し
て、巻き取り５４により巻き取られた。

【００７７】本実施例のプラスチック光ファイバコード
の伝送損失を、実施例１と同様に測定したところ、波長
６５０ｎｍに対して１９０ｄＢ／ｋｍであった。

【００７８】（比較例１〜２）本発明に従って実施され
た上記実施例との比較のため、図２に示される被覆形成
装置４０において冷却装置４４のみを用いずに使用した
例を比較例１、図７に示されるプラスチック光ファイバ
製造装置１００において冷却装置４４のみを用いずに使
用した例を比較例２として実施した。

【００７９】比較例１においては、プラスチック光ファ
イバ３８に対して冷却装置４４を用いた冷却操作を行わ
なかった以外は、全て実施例１及び２と同じ操作で、線
引きを行ってファイバを作製した後、別のラインで被覆
を行いプラスチック光ファイバコードを作製した。また
同様に、比較例２においては、プラスチック光ファイバ
３８に対して冷却装置４４を用いた冷却操作を行わなか
った以外は、全て実施例３と同じ操作で、線引きと被覆
とを同一のラインで行いプラスチック光ファイバコード
を作製した。

【００８０】温度検出手段４５で検出されたファイバ３
８の温度は、比較例１では１００℃、比較例２では１０
５℃であった。比較例１及び比較例２で作製されたプラ
スチック光ファイバコードをそれぞれ、上記実施例１〜
３と同じ方法でそれらの伝送損失を測定した。比較例１
で得られたプラスチック光ファイバコードの伝送損失
は、波長６５０ｎｍに対して４００ｄＢ／ｋｍ、比較例
２で得られたプラスチック光ファイバコードの伝送損失
は、波長６５０ｎｍに対して３５０ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００８１】比較例１と実施例１及び実施例２とを比較
すれば、押出しによる被覆の直前にファイバを冷却した
実施例１及び２にて得られたコードの伝送損失は２００
〜２１０ｄＢ／ｋｍであったのに対し、冷却を行わなか
った比較例１では、コードの伝送損失は４００ｄＢ／ｋ
ｍであった。同様に、冷却を行わなかった比較例２では
伝送損失が３５０ｄＢ／ｋｍであったのに対して、冷却
を行った実施例３では１９０ｄＢ／ｋｍであった。

【００８２】従って、これらの結果から、プラスチック
光ファイバを被覆してプラスチック光ファイバコードを
製造する際に、加熱を伴う押出し法による被覆操作の直
前にプラスチック光ファイバを冷却することにより、フ
ァイバの伝送損失を大きく損なうことなくプラスチック
光ファイバコードを製造することが可能であることが示
された。

【００８３】

【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、本発明
のプラスチック光ファイバコードの製造方法によれば、
加熱を伴う押出し法による被覆操作の直前にプラスチッ
ク光ファイバを冷却することにより、伝送損失に影響を
与えるファイバ自身の収縮を抑えることができる。

【００８４】従って、伝送損失を損なうことなく、耐熱
性に優れたプラスチック光ファイバコードを生産性良く
製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバ母材の一態様を示す模式斜視図である。

【図２】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバの線引き装置の断面図である。

【図３】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバコード製造装置の構成図である。

【図４】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバコード製造装置の押出し装置であり、（ａ）は押出
し装置の側面図、（ｂ）は押出し装置の断面図である。

【図５】（ａ）は本発明に好適に使用可能なプラスチッ
ク光ファイバコード製造装置の抗張力体供給器の斜視図
であり、（ｂ）は本発明に好適に使用可能なプラスチッ
ク光ファイバコード製造装置の温度検出手段の斜視図で
ある。

【図６】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバコード製造装置のコードのための冷却装置及びファ
イバのための冷却手段であり、（ａ）はコードのための
冷却装置及び冷却媒体に液体を用いる場合の冷却手段の
斜視図であり、（ｂ）は冷却媒体に気体を用いる場合の
冷却手段の斜視図である。

【図７】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバコード製造装置の構成図であり、線引き装置と被覆
形成装置とが同一のラインで連続して処理される製造装
置である。

【図８】ステップインデックス（ＳＩ）型ファイバの屈
折率分布を表すグラフである。

【図９】グレーデッドインデックス（ＧＩ）型ファイバ
の屈折率分布を表すグラフである。

【符号の説明】

１，２６…母材、２…コア部、３…クラッド部、１０…
線引き装置、１２…線引き炉、１４…外径モニタ、１
６，５４巻き取り、２０…カバー、２２…炉心管、２４
…ヒータ、２７…ネックダウン、２８…上部円筒、２９
…矢印、３０…リング、３２…下部円筒、３４…シャッ
ター、３８…プラスチック光ファイバ、４０…被覆形成
装置、４２…ファイバサプライ、４４…冷却手段、４５
…温度検出手段、４６…抗張力体供給器、４８…押出し
装置、５０…冷却装置、５２…ローラー、６０…ホッ
パ、６１…押出し装置バレル、６２…クロスヘッド、６
２１…開口、６３…スクリュー、６４…押出しダイ、６
５…支持板、６６ａ，ｂ…ボビン、６７ａ，ｂ…ローラ
ー、６８…抗張力体、６９…温度センサ、７３…導入
管、７４…排出管、７５…開口、７６，７７…矢印、７
８…ボンベ、７９…ヘリウムガス、１００…プラスチッ
ク光ファイバコード製造装置、１０２…ローラー。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コア部と該コア部の中心部の屈折率より
   低い屈折率を有するクラッド部とを含むプラスチック光
   ファイバと、抗張力体とを備えるプラスチック光ファイ
   バコードを製造する方法であって、 プラスチック光ファイバを所定の温度に冷却する第１の
   ステップと、 第１のステップが終了の直後に、前記プラスチック光フ
   ァイバを熱可塑性樹脂を含む被覆材で押出し法により被
   覆する第２のステップとを含むことを特徴とするプラス
   チック光ファイバコードの製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１のステップに先立ち、前記抗張
   力体を縦添えする操作を行うことを特徴とする請求項１
   に記載のプラスチック光ファイバコードの製造方法。
3. 【請求項３】 前記第２のステップが、前記抗張力体を
   縦添えする操作を含むことを特徴とする請求項１に記載
   のプラスチック光ファイバコードの製造方法。
4. 【請求項４】 前記第２のステップが、前記第１のステ
   ップの終了後５秒以内に開始されることを特徴とする請
   求項１に記載のプラスチック光ファイバコードの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記所定の温度が３０℃以下であること
   を特徴とする請求項１に記載のプラスチック光ファイバ
   コードの製造方法。
6. 【請求項６】 前記第１のステップにおいて、液体を冷
   却のための媒体として用いて冷却することを特徴とする
   請求項１に記載のプラスチック光ファイバコードの製造
   方法。
7. 【請求項７】 前記液体が液体窒素であることを特徴と
   する請求項６に記載のプラスチック光ファイバコードの
   製造方法。
8. 【請求項８】 前記第１のステップにおいて、気体を冷
   却のための媒体として用いて冷却することを特徴とする
   請求項１に記載のプラスチック光ファイバコードの製造
   方法。
9. 【請求項９】 前記気体がヘリウムであることを特徴と
   する請求項８に記載のプラスチック光ファイバコードの
   製造方法。
10. 【請求項１０】 前記コア部が、中心から外側に向かっ
    て漸次降下するグレーデッドインデックス型の屈折率分
    布を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに
    記載のプラスチック光ファイバコードの製造方法。