JPH11258469A - 光ファイバ心線および光ファイバコ―ド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲がり癖がつき難く、しかも、変形し難く、
絡みにくい光ファイバ心線を提供する。 【解決手段】 光ファイバ１の外周に設けられた熱可塑
性樹脂層２は、表面から内側に向かってヤング率が連続
的に低下するように形成されている。表面のヤング率が
大きいことによって、変形し難く、光ファイバ心線が輻
輳しても絡まり難い。また、内側に向けてヤング率が低
下していることによって、曲がり癖がつき難い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ心線お
よび光ファイバコードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの外周に樹脂被覆を施した光
ファイバ心線や、光ファイバの外周に長さ方向に抗張力
繊維を配置し、その上に樹脂被覆を施した光ファイバコ
ードが用いられている。

【０００３】米国特許第５，６２７，９３２号明細書に
は、外径１．５ｍｍ以下の細径の光ファイバコードの構
造についての記載があり、また、「ＯＥＣＣ’９６」の
論文番号１７Ｐ−３４には、外径１ｍｍ程度の細径の光
ファイバコードの構造が記載されている。

【０００４】これら先行技術における光ファイバ心線や
光ファイバコードの被覆層には、柔らかく曲がり癖がつ
き難い材料として、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が通常用
いられている。ここで使用されているポリ塩化ビニル
は、可塑剤等を含む軟質のものであり、そのヤング率
は、数〜２０ｋｇｆ／ｍｍ² である。

【０００５】しかし、柔らかいポリ塩化ビニルを被覆層
とした光ファイバ心線や光ファイバコードは変形し易い
ため、光ファイバ心線や光ファイバコード同士が輻輳す
る場所では、強く絡まり合う現象が発生しやすい。した
がって、光ケーブル端末や接続架で配線作業中に、しば
しば、光ファイバ心線や光ファイバコード同士が絡まり
合う現象が発生する。それによって、作業時間を大幅に
増大させることになり、また、絡まり合った光ファイバ
心線や光ファイバコードをほぐしきらない状態で引っ張
ると、最悪の場合は、破断に至ることもあった。

【０００６】これに対して、光ファイバ心線や光ファイ
バコードの外被に、ナイロン等のヤング率が８０ｋｇｆ
／ｍｍ² 以上の材料を用いると、絡まり難くはなるが、
曲がり癖が強くつくようになり、ケーブル端末や接続器
での配線に耐えられないという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、変形し難く、絡みにく、さ
らには、曲がり癖がつき難い光ファイバ心線および光フ
ァイバコードを提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光ファイバとその外周に設けられた熱可塑性樹脂層
を有する光ファイバ心線であって、前記熱可塑性樹脂層
は表面から内側に向かってヤング率が連続的に低下して
いることを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、光ファイバとそ
の外周に設けられた熱可塑性樹脂層を有する光ファイバ
心線であって、前記熱可塑性樹脂は外周からのエネルギ
ー線の照射により硬化された成分を含むことを特徴とす
るものである。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の光ファイバ心線において、前記エネルギー線により硬
化された成分は重合開始剤とエネルギー線重合性の反応
成分を含む樹脂を、外周からのエネルギー線により内層
ほど重合度が低くなるように重合されたものであること
を特徴とするものである。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の光ファイバ心線において、前記熱可塑性樹脂層がポリ
塩化ビニルと前記エネルギー線の照射によって硬化され
た成分が光重合開始剤により重合された重合性モノマー
を含んでなることを特徴とするものである。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の光ファイバ心線において、前記熱可塑性樹脂層がポリ
オレフィンと前記エネルギー線の照射によって硬化され
た成分が光重合開始剤により重合された重合性モノマー
を含んでなることを特徴とするものである。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の光ファイバ心線において、前記熱可塑性樹脂層がアク
リルエラストマーを含んでなることを特徴とするもので
ある。

【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項１ないし
６のいずれか１項に記載の光ファイバ心線において、前
記熱可塑性樹脂層の最外部のヤング率が８０ｋｇｆ／ｍ
ｍ²以上であることを特徴とするものである。

【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の光ファイバ心線において、前記熱可塑性樹脂層の最内
部のヤング率が２０ｋｇｆ／ｍｍ² 以下であることを特
徴とするものである。

【００１６】請求項９に記載の発明は、光ファイバと、
その外周に長さ方向に配置された抗張力繊維と、該抗張
力繊維の外周に設けられた熱可塑性樹脂層からなる光フ
ァイバコードであって、前記熱可塑性樹脂層は表面から
内側に向かってヤング率が連続的に低下していることを
特徴とするものである。

【００１７】請求項１０に記載の発明は、光ファイバ
と、その外周に長さ方向に配置された抗張力繊維と、該
抗張力繊維の外周に設けられた熱可塑性樹脂層からなる
光ファイバコードであって、前記熱可塑性樹脂は外周か
らのエネルギー線の照射により硬化された成分を含むこ
とを特徴とするものである。

【００１８】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載の光ファイバコードにおいて、前記エネルギー線に
より硬化された成分は重合開始剤とエネルギー線重合性
の反応成分を含む樹脂を、外周からのエネルギー線によ
り内層ほど重合度が低くなるように重合されたものであ
ることを特徴とするものである。

【００１９】請求項１２に記載の発明は、請求項１０に
記載の光ファイバコードにおいて、前記熱可塑性樹脂層
がポリ塩化ビニルと前記エネルギー線の照射によって硬
化された成分が光重合開始剤により重合された重合性モ
ノマーを含んでなることを特徴とするものである。

【００２０】請求項１３に記載の発明は、請求項１０に
記載の光ファイバコードにおいて、前記熱可塑性樹脂層
がポリオレフィンと前記エネルギー線の照射によって硬
化された成分が光重合開始剤により重合された重合性モ
ノマーを含んでなることを特徴とするものである。

【００２１】請求項１４に記載の発明は、請求項１３に
記載の光ファイバコードにおいて、前記熱可塑性樹脂層
がアクリルエラストマーを含んでなることを特徴とする
ものである。

【００２２】請求項１５に記載の発明は、請求項９ない
し１４のいずれか１項に記載の光ファイバコードにおい
て、前記熱可塑性樹脂層の最外部のヤング率が８０ｋｇ
ｆ／ｍｍ² 以上であることを特徴とするものである。

【００２３】請求項１６に記載の発明は、請求項１５に
記載の光ファイバコードにおいて、前記熱可塑性樹脂層
の最内部のヤング率が２０ｋｇｆ／ｍｍ² 以下であるこ
とを特徴とするものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の光ファイバ心線
の実施の形態の一例の断面図である。図中、１は光ファ
イバ、２は熱可塑性樹脂層である。光ファイバ１の外周
に設けられた熱可塑性樹脂層２は、表面から内側に向か
ってヤング率が連続的に低下するように形成されてい
る。表面のヤング率が大きいことによって、変形し難
く、光ファイバ心線が輻輳しても絡まり難い。また、内
側に向けてヤング率が低下していることによって、曲が
り癖がつき難い。熱可塑性樹脂層２のヤング率は、最外
部が８０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上、最内部が２０ｋｇｆ／ｍ
ｍ² 以下であるのがよい。

【００２５】図１の具体例では、光ファイバ１には、石
英ガラス外径０．１２５ｍｍに紫外線硬化型樹脂で外径
が０．２５ｍｍに保護被覆を施したものを用い、熱可塑
性樹脂層２を外径０．９ｍｍに被覆した。熱可塑性樹脂
層２は、表面から内側に向かってヤング率が連続的に低
下している。

【００２６】熱可塑性樹脂層２のヤング率を表面から内
側に向けて低下させるように形成する方法として、外周
からのエネルギー線の照射により熱可塑性樹脂層の表面
から内側に向けて重合度を変化させる方法を採用するこ
とができる。

【００２７】一例では、光ファイバの外周に、ポリ塩化
ビニル材料中に紫外線によって重合して硬化する成分を
付与した樹脂層によって被覆を予備形成した後、外周か
ら紫外線を照射して、硬化成分を硬化させる。紫外線の
照射量は、表面側が大きく、内部への透過量は徐々に減
少するから、表面側が重合度が高く、内層へ向けて重合
度が低くなる。重合度が高いほどヤング率は大きいか
ら、樹脂層のヤング率は、表面から内側に向けて低下し
たものとなる。

【００２８】例えば、軟質のポリ塩化ビニル材料に、紫
外線硬化成分として紫外線照射によって硬化する成分を
重量比で１０部加えた紫外線硬化型ポリ塩化ビニル材料
について紫外線を照射した結果、紫外線照射前のヤング
率は、６〜１０ｋｇｆ／ｍｍ ² であり、紫外線照射後の
ヤング率は７０〜９０ｋｇｆ／ｍｍ² となった。なお、
この材料の場合、紫外線の照射により硬化する成分を５
〜５０部加えることによって、紫外線照射後のヤング率
を、１０〜２５０ｋｇｆ／ｍｍ² にすることができる。

【００２９】なお、エネルギー線の照射により熱可塑性
樹脂層を重合させるなどにより硬化させる方法を用いる
場合に、熱可塑性樹脂層の厚みが薄いと、表面から内側
に向けての硬化度の変化は僅かであり、実質的には、変
化はないと見れる場合もある。このような場合でも、熱
可塑性樹脂層２のヤング率を、最外部が８０ｋｇｆ／ｍ
ｍ² 以上とすることにより、変形し難く、光ファイバ心
線が輻輳しても絡まり難い。また、熱可塑性樹脂層２が
薄いことによって、曲がり癖がつき難い。

【００３０】上述したポリ塩化ビニル材料を用いた場合
の実施例について説明する。 ポリ塩化ビニル用のベースレジンとしては、平均重合
度が１３００と８００の２種類のものを用いた。軟質ポ
リ塩化ビニル用のベースレジンとしては、平均重合度が
３００程度から４０００を超えるものまで一般に使用さ
れているが、モノマー等の低分子量の添加物を添加する
ため１００ｍ／分を超えるような高い製造速度では、押
出し中の樹脂混合物の分離が生じ易い。発明者らの検討
の結果、これに対応するには、平均重合度が２０００以
下のベースレジンを用いると、押出し時の流動が安定し
外径変化やコブなどの問題が出ないことが判明した。ま
た、平均重合度が５００以下となると押出し後、紫外線
照射による架橋工程に至るまでのガイローラ等への接触
によって著しい変形を受けることが分かった。このた
め、実用的なベースレジンの平均重合度は５００から２
０００程度が望ましい。 重合性のモノマーとしては、市販の光重合に利用可能
なモノマーを適宜利用できる。具体例では、トリメチロ
ールプロパントリメタクリレート、トリアリルイソシア
ヌレートを用いた。本発明の用途には、これらのような
３官能以上のモノマーが望ましい。 光重合開始剤としては、短波長の紫外線を照射する
と、基材樹脂の酸化が生じ着色が起こることがあるた
め、例えば、以下のいずれかの配合、製法を選択するの
がよい。 選択例１：紫外線の中でも長波長側の３６５〜４４０ｎ
ｍの波長の紫外線を有効に利用できる光重合開始剤を用
いて重合を行なう。紫外線照射装置のランプには、長波
長紫外線の強度の大きいハイパワーメタルハライドラン
プを使用し、さらに望ましくは３００ｎｍ以下の紫外線
をカットするフィルターを被せるのがよい。 選択例２：光重合開始剤として長波長側の３６５〜４４
０ｎｍの波長の紫外線を有効に利用できる光重合開始剤
を用いるとともに、基材樹脂の紫外線吸収を防ぐために
紫外線を吸収する作用を持つの２００〜３５０ｎｍに強
い吸収を持つ光重合開始剤を合せて用いる。 選択例３：選択例２の光重合開始剤を用いて、選択例１
の紫外線照射装置を用いる。 可塑剤としては、軟質ポリ塩化ビニルに適用できるも
のから任意に選択できる。具体例では、ＴＯＴＭ（トリ
メット酸トリス（２−エチルヘキシル））を用いた。 滑剤としては、モンタン酸ワックス、ポリエチレンワ
ックス等の公知のものから選択して使用できる。 加工助剤としては、アクリル酸系など適宜選択して、
必要により添加する。 充填材としては、重炭酸カルシウムを用いたが、適宜
の充填剤を選択して用いることができる。 安定剤としては、市販のものなどから任意に選択でき
るが、本発明の用途では、光ファイバ心線や光ファイバ
コードにおける押し出し成形時に、１５０℃を超える温
度に曝される。この温度で重合性モノマーが反応してし
まうと、その後の紫外線照射による重合の効果を発揮す
ることができなくなる。この反応を抑えるために、熱で
発生するフリーラジカルを除去する必要があり、ラジカ
ル失活剤を用いるとよい。ラジカル失活剤としては、チ
オエーテル系、フェノール系のいずれか、または、それ
らを組み合わせたものを添加する。この際、他のラジカ
ル失活剤を組合せてもよい。ラジカル失活剤の具体例で
は、３，９−ビス［２−〔３−（ターシャリブチル−４
−ハイドロキシ−５−メチルフェニル）−プロピオニル
オキシ〕−１，１一ジメチルエチル］−２，４，８，１
０−テトラオクアスピロ〔５，５〕ウンデカン、ペンタ
エリスリトールテトラキス（３−ラウリルチオプロピオ
ネート）、ポリ［｛（６−（１，１，３，３，−テトラ
メチルブチル）イミノ−１，２，５，−トリアジン−
２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−
ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，
６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］などが
ある。 紫外線吸収剤としては、製品使用中の残留光重合開始
剤と残留モノマーの周囲の弱い紫外線による重合で生じ
る物性変化や着色を避けるため、紫外線吸収剤を添加す
るとよい。紫外線吸収材の一例としては、２（２’ヒド
ロキシ３’，５’ジターシャリブチル・フェニル）５ク
ロロベンゾトリアゾールを用いた。

【００３１】次に、ポリオレフィンを用いた場合の実施
例について説明する。 ポリオレフィンレジンとしては、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）、高分子量ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などをベース
に、アクリルエラストマーの一種であるエチレン−アク
リル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）を混合したものをポリ
オレフィンレジンとして使用した。ＥＥＡを添加するこ
とにより、モノマーなど極性の高い配合物が、本来溶解
しにくいポリオレフィンから表面にブリードしてくるの
を防ぎ、コンパウンドを安定化する効果と、ケーブル化
後に表面にべたつきが生じるのを防ぐ効果が得られる。
また、ケーブルの表面へのマーキングの接着性が良いと
いう利点が有る。このような効果を得るためには、ＥＥ
Ａの配合量としてベースに対し最小３重量部程度あれば
よく、１０重量部の添加により十分な効果が得られる。 モノマーとしては、市販の光重合に利用可能なモノマ
ーを適宜利用できる。具体例ではトリメチロールプロパ
ントリメタクリレート、トリアリルイソシアヌレートを
使用した。本発明の用途には、これらのような３官能以
上のモノマーが望ましい。 光重合開始剤については、ポリ塩化ビニル材料のの
項で説明したものと同様である。 滑剤については、ポリ塩化ビニル材料のの項で説明
したものと同様である。 造核剤としては、押出し成形したポリオレフィンが溶
融状態から固化していく過程でポリオレフィンの結晶を
微細化し、散乱や複屈折を抑制して紫外線の透過度を高
める効果がある。ヒドロキシージ（ｔ−ブチル安息香
酸）アルミニウムなどの金属塩型、ソルビトールなどが
利用できる。具体例では、金属塩型を用いた。充填剤
は用いなくてよい。 安定剤については、ポリ塩化ビニル材料のの項で説
明したものと同様である。 紫外線吸収剤については、ポリ塩化ビニル材料のの
項で説明したものと同様である。

【００３２】図２は、本発明の光ファイバコードの実施
の形態の一例の断面図である。図中、図１と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。３は抗張力繊維
である。この実施の形態では、光ファイバ１の外周に抗
張カ繊維３を長さ方向に配し、その外周に熱可塑性樹脂
層２を設けたものである。熱可塑性樹脂層２は、図１で
説明した光ファイバ心線の実施の形態における熱可塑性
樹脂層２を同様であり、説明を省略する。抗張力繊維３
としては、具体的には芳香族ポリアミド系の合成繊維
（アラミド繊維）、例えばケブラー（登録商標）や、ポ
リパラフェニリン・ベンゾビス・オキサゾール（ＰＢ
Ｏ）などを用いることができる。

【００３３】図２の具体例では、光ファイバ１には、石
英ガラス外径０．１２５ｍｍにナイロンの保護被覆を外
径０．９ｍｍとなるように形成したものを用い、その周
囲に、アラミド繊維を外径１．３ｍｍとなるように配
し、熱可塑性樹脂層２を外径１．７ｍｍに被覆した。熱
可塑性樹脂層２は、表面から内側に向かってヤング率が
連続的に低下しているものであることは、図１で説明し
た光ファイバ心線の実施の形態と同様であり、熱可塑性
樹脂層２のヤング率を表面から内側に向けて低下させる
ように形成する方法は、その一例として説明したポリ塩
化ビニル材料中に紫外線によって重合して硬化する成分
を付与した樹脂層、さらに、その具体例についても、こ
の実施の形態において、同様に適用することができる。

【００３４】上述した説明では、エネルギー線の照射に
よって硬化する成分として、紫外線の照射によって硬化
する成分を挙げたが、本発明は、これに限られるもので
はない。赤外線の照射によって硬化する成分、あるい
は、レーザの照射によって硬化する成分、あるいは、電
子線の照射によって硬化する成分などを用いることがで
きる。

【００３５】また、紫外線，赤外線やレーザ光の照射に
よって硬化する成分を用いる場合には、熱可塑性樹脂層
に着色成分を混合させてもよい。着色成分を含ませるこ
とによって、紫外線，赤外線はレーザ光の透過率を調整
でき、熱可塑性樹脂層の径方向のヤング率の変化の度合
いを調整することができる。

【００３６】これらエネルギー線を照射して樹脂層を硬
化させる場合の照射の時期は、押し出し時、または、押
し出し後に、あるいは、押し出し時および押し出し後の
両方の時点など、適当な時点を選択できる。したがっ
て、エネルギー線の照射は、押し出しラインとは別ライ
ンとすることもできる。

【００３７】実施例について説明する。この実施例で
は、紫外線によって重合して硬化する成分は、光重合開
始剤と重合性の反応成分、例えば、重合性のモノマーを
含む樹脂を用いた。紫外線硬化成分を配合した樹脂とし
て、軟質塩化ビニル樹脂用のベースレジンを１００部、
可塑剤を１０〜４０部、重合性モノマーを５〜５０部、
光重合開始剤を重合性モノマーの０．５〜５．０重量％
の割合で混合したものである。

【００３８】ポリ塩化ビニル材料を用いた具体的な実施
例１〜５および比較例１〜３を図５に示す。これらの実
施例では、ベースレジンは平均重合度が１３００のもの
を用いて、その１００重量部に対する各成分をそれぞれ
の重量部で示す。なお、光重合開始剤１は吸収領域が２
２０〜４４０ｎｍのものであり、光重合開始剤２は吸収
領域が２６０〜４４０ｎｍのものである。

【００３９】実施例１〜５および比較例１〜３の成分で
の物性を測定するために作成した試験片の作成方法につ
いて説明する。図５に示す各成分をそれぞれの重量部で
添加してポリ塩化ビニルを配合した。この際、反応性の
官能基を少なくとも１個以上有するモノマー又はオリゴ
マー（プレポリマー）と軟質ポリ塩化ビニルに使用され
る公知の可塑剤と安定剤およびラジカル失活剤、光重合
開始剤、滑剤、加工助剤を粉体のものだけ先にヘンシェ
ルミキサーに投入し、撹拌しながら液状のものを投入し
た。温度は８０℃を保つようにし、全体がドライアップ
したら撹拌を終了した。次に、この混合物を蒸気圧６ｋ
ｇｆ／ｃｍ² の６インチロールによりシート化し、蒸気
圧８ｋｇｆ／ｃｍ² のプレス（余熱３分／加圧３分）に
より３５０μｍのシートを作成した。その後シート作成
用の紫外線照射設備により架橋硬化させる。この紫外線
照射設備としては、ランプとして１．５ＫＷメタルハラ
イドランプの発光部の長さ１２５ｍｍ、発光パワー１２
０Ｗ／ｃｍのものを使用し、２６５０ｍＪ／ｃｍ² の紫
外線を照射した。

【００４０】図５における評価のための測定結果につい
て説明する。物性については、ＪＩＳ Ｋ６７２３、お
よび、ＪＩＳ Ｋ７１１３に準じて測定した。紫外線照
射前における常温物性（図５では「紫外線照射前」と表
示）と紫外線照射後における常温物性（図５では「紫外
線照射後」と表示）について、ヤング率と破断伸びを測
定した。ヤング率（ｋｇｆ／ｍｍ² ）は、２．５％伸び
時の抗張力から測定した。さらに、紫外線照射後のもの
についての熱老化試験（図５では「老化試験」と表示）
を行なった。８５℃で１４日間行ない、ヤング率と破断
伸びを残率（％）で示した。弱い紫外線を照射した場合
の着色性（図５では「着色性」と表示）は、紫外線を１
２００ｍｊ照射後の着色性について１０段階評価をした
ものである。熱変色試験は、１８０℃で１８０分の加熱
後の変色性を１０段階評価したものである。また、強い
紫外線を照射して着色性を調べた（図５では「照射試
験」と表示）。２９４．３ｗｈ／ｍ² の強度の照射を行
なって、照射後の変色性を１０段階評価した。

【００４１】紫外線照射して配合したモノマーを重合し
たシートの弾性率は、３〜４００倍に増大しており、実
施例の組成物での物性変化が得られることが確認でき
た。これに対応して、試験片の紫外線を照射した側と裏
側の表面の硬さが大きく変化していることが確認でき
た。このように本実施例の配合物を利用することで成形
性に優れた軟らかい状態で被覆を行ない、成形後の紫外
線照射により高い弾性率を備えた樹脂材料を準備するこ
とができた。

【００４２】一方、比較例１〜３は、各種安定剤の添加
の効果を実施例と比較するものある。ポリ塩化ビニルは
着色性が問題となるので、着色性を比較した結果を図５
中の下３列に示した。外被の着色性を評価する試験であ
り、弱い紫外線を照射した下から３行目の「着色性」で
は、製造中の着色に対応し安定剤が無い比較例の場合で
も実施例と同様に軽微であった。一方、ケーブルの使用
期問に関しては熱による酸化のための着色、紫外線によ
る着色にそれぞれ対応する下から２行目の加速加熱試験
である「熱変色試験」、下から１行目のサンシャインウ
ェザー試験である照射試験の結果は、安定剤、紫外線吸
収剤の必要性をそれぞれ示し、比較例では、実施例に比
べて着色性が劣り、熱的な着色を防ぐためにはチオエー
テル系、フェノール系に加えてヒンダードアミン系安定
剤を添加することが有効であることが分かる。

【００４３】ポリオレフィンを用いた具体的な実施例に
ついては、ポリプロピレン（ＰＰ）をベースにした実施
例６〜９と、高分子量ポリエチレン（ＨＤＰＥ）をベー
スにした実施例１０，１１の各成分を図６に示す。ポリ
オレフィン系の実施例では、可塑剤を配合しておらず、
ヤング率はポリ塩化ビニルより格段に大きい。このため
耐側圧性に優れ、特に外力の加わる可能性の高い用途に
有用である。

【００４４】試験片のシートの作成については、ポリ塩
化ビニルの場合の説明と同様である。試験結果について
は、「照射前」「照射後」の表示、および、ヤング率と
伸びは図５と同じである。収縮率（％）は、１００℃で
１時間加熱後の収縮率を示している。

【００４５】紫外線の照射によるヤング率の増加率は、
ポリオレフィンでは、元々の弾性率が高いため、ポリ塩
化ビニル系と比べて小さく１０〜３０％程度である。し
かしながら、表面の滑り性は改善しており、これはプレ
ス成形後、試験片の表面にわずかにブリードしてきた重
合性樹脂が表面近傍で高硬度の層を形成したためと思わ
れる。一方、実施例６〜１１と同じ配合の樹脂をそれぞ
れプレス成形して、紫外線照射を行わなかった比較用の
試験片を１００度の恒温槽に１時間放置した場合の面上
での長さ収縮率が１〜３％であったのに対し、実施例６
〜１１は、検出感度の０．１％以下とまったく収縮しな
かった。これはケーブルとして本実施例の材料を用いた
場合、周囲の温度変動等によるケーブルの収縮が生じず
長期にわたり安定した特性を維持できることを示す。

【００４６】図５，図６で説明した成分を用いて、光フ
ァイバ心線や光ファイバコードの被覆を行なう際のコン
パウンドの調整法や押出し後の紫外線照射装置の一例に
ついて説明する。以下の説明では、ポリ塩化ビニル材料
を用いた場合の説明であるが、材料の成分を除いては、
ポリオレフィンを用いる場合も同様でよい。

【００４７】ポリ塩化ビニル材料では、実施例１〜５で
示した成分の被覆用のコンパウンドの調整は、５００リ
ッターのヒーターミキサーにより全体量約２５０ｋｇに
なるように、ポリ塩化ビニル用のベースレジン１００重
量部に対し、反応性の官能基を少なくとも１個以上有す
るモノマーまたはオリゴマーと、軟質ポリ塩化ビニルに
使用される公知の可塑剤と安定剤およびラジカル失活
剤、光重合開始剤、滑剤、加工助剤を投入しドライアッ
ブする。その後コンパウンド製造設備の二軸押出機によ
りコンパウンドを製造する。紫外線照射を行なう硬化設
備は、ラインと別でもよい。ランプとして、３．０ＫＷ
メタルハライドランプを使用し、発光長２５０ｍｍで照
射パワー１２０Ｗ／ｃｍのものを用いた。表面から内側
へのヤング率の勾配は、照射光量により変えることがで
き、この照射光量は線材の通過速度、すなわち製造速度
とランプの台数により任意に調整できる。この調整によ
り光ファイバ心線または光ファイバコードの全体として
の曲がりやすさと、表面の硬さを調整することができ
る。

【００４８】この樹脂を光ファイバ心線や光ファイバコ
ードの熱可塑性樹脂層として被覆するための押出機は、
細物ケーブルを押し出す従来の一般的な押出機を用いる
こともできる。したがって、製造設備としては、この押
出機に、紫外線を照射する装置を付与するだけでよい。
ここでは、押出スクリュー径が３０ｍｍの押出機を使用
し、メタルハライドランプによる紫外線照射設備を、押
出機の第１水槽の後に取り付けて、成形した紫外線硬化
型ポリ塩化ビニルによる被覆に紫外線を照射した。メタ
ルハライドランプの特徴は、通常使用される高圧水銀ラ
ンプに比べ、２００〜４５０ｎｍのスペクトルが連続
し、発光効率が高い上に長波長域の効率も高く、硬化さ
せる樹脂に対して、内部に入り込み易い特徴がある。

【００４９】製造条件は、上述のポリ塩化ビニルの被覆
の場合は、押出機の設定温度を、１５０〜１７０℃とし
て、線速１５ｍ／分で押し出した。なお、上述のポリプ
ロピレンを用いた場合は、押出機の設定温度は１９０〜
２３０℃とした。光ファイバの供給張力は１００ｇと
し、光ファイバコードの場合には、抗張力繊維として用
いたケブラー（登録商標）の供給張力も１００ｇとし
た。巻取張カは、１５０ｇとした。紫外線照射のための
メタルハライドランプを、押出機の第１水槽の後に、被
覆の上下方向から照射するよう計２個設置した。積算光
量は、被覆とランプとの離隔距離を１０ｃｍで、１５４
０ｍＪ／ｃｍ² であった。なお、熱可塑性樹脂層の硬化
の度合いは、ランプの出力、離隔距離、または、押出線
速などの製造条件を変えることによっても制御すること
ができる。

【００５０】図１および図２の具体例の寸法のものを上
述した装置と条件で試作した結果のヤング率の分布は、
図１の被覆厚が０．３２５ｍｍのものは、図３に示すよ
うに、被覆層の最外部がほぼ９０ｋｇｆ／ｍｍ² 、最内
部がほぼ１５ｋｇｆ／ｍｍ²であった。また、図２の被
覆厚が０．２ｍｍのものは図４に示すように、被覆層の
最外部がほぼ９０ｋｇｆ／ｍｍ² 、最内部がほぼ２０ｋ
ｇｆ／ｍｍ² であった。被覆層の断面方向のヤング率の
分布は、表面から内側に向かって連続的に低下してい
る。

【００５１】なお、ヤング率は、ＪＩＳ Ｋ７２０２
（プラスチックのロックウエル硬さ試験方法）にしたが
い、先端が直径５μｍの圧子を用いて、変位量と荷重か
ら求めた値である。

【００５２】この結果からも分かるように、径方向にヤ
ング率が変化しているのは、紫外線の被覆への透過率
が、被覆の深さ方向に減衰するからであり、したがっ
て、被覆の表面側はヤング率が高く、内側はヤング率が
低くなっている。

【００５３】この紫外線の透過率は、被覆の最外層に、
光を吸収する度合いが異なる着色材を塗布する方法や、
フィラーをプラスチック材料中に加える方法によって
も、調整が可能であることから、照射エネルギー（照射
装置出力や離隔距離）、線速などの製造条件以外の樹脂
の配合のみでも、被覆の深さ方向の硬化度合が調整でき
ることが分かる。

【００５４】試作した光ファイバ心線および光ファイバ
コードと従来品を比較した結果を説明する前に、光ファ
イバ心線，光ファイバコードについて、腰の強さについ
て説明をしておく。腰の強さは、架台に配線された光フ
ァイバ心線や光ファイバコードの絡まり難くさに関係す
る要因と考えることができる。腰の強さを示すＥＩ積と
絡まり難さとの関係を実験した。

【００５５】実験には、図７に示すように、模擬のＦＴ
Ｍ架台を用いた。このＦＴＭ架台４の寸法は、長さ７３
０ｍｍ、幅９５ｍｍ、高さ１２１ｍｍとして、材質は、
実際のＦＴＭ架台と同様に、鉄板に塗装をしたものであ
る。この模擬のＦＴＭ架台に長さ２ｍに切断した光ファ
イバコード５を４００本乗せて、一番下にある１本の光
ファイバコード５ａを５００ｍｍ引き抜くときの荷重を
測定した。サンプルとした光ファイバコードは、図８に
示す５種類であり、外被の種類と肉厚を変えて、ＥＩ積
が０．４〜３．６ｋｇ・ｍｍ² のものを作成した。

【００５６】図９に測定結果を示す。ヤング率が小さ
い、すなわち、曲げ剛性が小さくなると、引き抜き力は
大きくなっているが、この原因は、曲げ剛性が小さくな
ると光ファイバコード同士が絡まるためである。特に、
ＥＩ積が１．０ｋｇ・ｍｍ² 以下のときは、光ファイバ
コードの１本を引っ張ると、４００本全体が移動してし
まった。この実験から、絡まり難さは ＥＩ積に関係
し、ヤング率が大きいほど絡まりにくいということが分
かる。

【００５７】また、これらの測定結果と、図３，図４を
参照すると、熱可塑性樹脂層の最外部のヤング率が８０
ｋｇｆ／ｍｍ² 以上であるのが、実用上の絡まり難さ
を、実現できることが分かった。したがって、実用上の
絡まり難さ実現するためには、熱可塑性樹脂層の最外部
のヤング率が８０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上であるのがよい。
また、最内部のヤング率が２０ｋｇｆ／ｍｍ² 以下であ
ることにより、曲がり癖がつきにくいことが分かった。
したがって、曲がり癖をつきにくくするためには、熱可
塑性樹脂層の最内部のヤング率が２０ｋｇｆ／ｍｍ² 以
下であるのがよい。

【００５８】さらに、本用途の光ファイバコードについ
ては、長期間の敷設の後、配線の接続変更のため光ファ
イバコードに巻き癖が残る場合がある。この場合に、光
ファイバコードに残る巻き癖が強いと、引き換えた敷設
ルートで光ファイバコードが螺旋状に広がって広い空間
を占有し、空間効率が悪くなる他、相互に絡まりやすく
なる問題がある。

【００５９】ここで検討に用いた光ファイバコードは、
外径１２５μｍの光ファイバ心線を１９５デニールのポ
リアミド繊維ケブラー２本とともに、内径０．７ｍｍ、
外径１．０ｍｍの外被に収容したものである。ここで比
較例として外被材料をポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリ
ブタジエンテレフタレート、ポリプロピレンとした光フ
ァイバコードを製造し、一方、実施例として本発明の紫
外線架橋処方を施したポリ塩化ビニル、ポリプロピレン
を外被材料に用いた光ファイバコードを製造した。この
際、紫外線架橋処方材料を用いた光ファイバコードの製
造では、１７００〜２０００ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照
射し、外被の最内層まで架橋を進めた。

【００６０】ここで、発明者らは、ポリ塩化ビニルやポ
リオレフィンの応力緩和速度が加熱することにより非常
に早くなることから、一般に光ファイバコードを６０度
に加熱すると、数ヶ月以上の長期間放置した場合と同様
の癖が１５分程度の加熱時問で残ることを見出し、収容
される際の巻き径である最小半径３０ｍｍに巻いて固定
した光ファイバコードを、６０度で１５分間加熱した
後、巻き付けの押えを開放して、摩擦が小さいタルク粉
の上に置いて、室温にて２４時間放置して光ファイバコ
ードの曲率半径として巻き癖の回復状態を評価した。こ
の結果を図１０の縦軸に示す。この光ファイバコードの
開放曲率半径が大きいほど曲げ癖の残留は小さく、前述
の問題が少ないといえる。また、開放されたときの曲率
半径が巻き径の２倍まで回復するようであれば、巻き癖
の残留の問題はないことがわかっている。図１０の横軸
は、前述のＥＩ積で評価されるコードの曲げ剛性であ
る。

【００６１】コード曲げ剛性と開放曲率半径の関係は、
従来の光ファイバコードの材料については、×印で示す
ポリ塩化ビニル、ポリアミド（２種類のナイロン）
，、ポリブタジエンテレフタレート、および、ポ
リプロピレンの結果から分かるとおり、曲げ剛性の小
さいものほど開放曲率半径が大きくなる。〜を曲線
で結んで図示した。これは曲げ剛性の大きな材料からな
る光ファイバコードは、小さな径に曲げる際に大きな力
が必要であるが、一旦曲げられ、その形で応力緩和して
しまうと非常に強い巻き癖が残ってしまうことを示す。
柔軟な軟質ポリ塩化ビニルを材料とする光ファイバコー
ドは、ポリ塩化ビニルのゴム弾性が大きく、巻き癖の回
復特性には優れている。

【００６２】しかしながら、前述のとおり光ファイバコ
ードの引抜き特性を考えると、光ファイバコードの曲げ
剛性は、２ｋｇｍｍ² 以上必要であり、従来のコード材
料では、引抜き特性を満足しつつ、巻き癖の良好なコー
ドを製造することが難しかった。

【００６３】本発明によると、熱可塑性樹脂にエネルギ
ー線硬化成分を配合し、熱可塑性樹脂被覆を成形後に、
硬化成分を架橋させて網目を作るため、曲げ剛性の増加
を招くことなく、応力緩和しにくい巻き癖のつきにくい
構造を与えることができる。すなわち、図１０に示すと
おり紫外線照射による架橋をしない従来のポリ塩化ビニ
ル、ポリブロピレンなどの材料を用いた場合に対
し、○印で示す紫外線照射により架橋をした２種類のポ
リプロピレン，、および、ポリ塩化ビニルでは、
コード曲げ剛性が、引抜き特性上必要な２ｋｇｍｍ² 以
上を備えながら、解放曲率半径が６０ｍｍを超える非常
に癖のつきにくい光ファイバコードを得ることができ
た。

【００６４】上記本発明に基づいて試作した光ファイバ
心線と光ファイバコードについて、配線実証試験をして
従来品と比較した。従来品は、試作したものと同じ寸法
であり、熱可塑性樹脂層としてナイロンを用いたもので
ある。もちろん、試作品のような硬化は行なっていな
い。比較結果を図１１に示す。ＥＩ積については、試作
品が向上しており、配線実証試験でも良好な引き抜き性
を示した。なお、配線実証試験は、２０００心の収容容
量のＦＴＭ架台にフル実装して再配線の作業性を調べた
結果である。従来品では、絡みによるかたまりが発生し
て、２０００心を実装すると、下方に収容された光ファ
イバ心線または光ファイバコードは、再配線が困難であ
るという状況であった。曲がり癖についても、試作品は
良好であった。

【００６５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１，９に記載の発明によれば、光ファイバ心線または光
ファイバコードにおいて、熱可塑性樹脂層の表面のヤン
グ率が表面から内側に向かって連続的に低下しているこ
とにより、従来から要求されていた曲がり癖が付き難い
構造のまま、絡まり難くすることが初めて可能となっ
た。

【００６６】また、請求項２〜６および請求項１０〜１
４に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂層が外周からの
エネルギー線の照射により硬化された成分を含むことに
よって形成されているため、ヤング率の調整が容易であ
り、また、製造が容易となるという効果がある。

【００６７】また、請求項７，１５に記載の発明によれ
ば、熱可塑性樹脂層の最外部のヤング率が８０ｋｇｆ／
ｍｍ² 以上であることにより、絡まりにく光ファイバ心
線または光ファイバコードを提供でき、さらに、請求項
８，１６に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂層の最内
部のヤング率が２０ｋｇｆ／ｍｍ² 以下であることによ
り曲がり癖が付き難い光ファイバ心線または光ファイバ
コードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバ心線の実施の形態の一例の
断面図である。

【図２】本発明の光ファイバコードの実施の形態の一例
の断面図である。

【図３】図１の光ファイバ心線の具体例における被覆層
のヤング率の分布を示す線図である。

【図４】図２の光ファイバコードの具体例における被覆
層のヤング率の分布を示す線図である。

【図５】ポリ塩化ビニル材料を用いた実施例および比較
例の説明図である。

【図６】ポリオレフィン材料を用いた実施例の説明図で
ある。

【図７】腰の強さを示すＥＩ積と絡まり難さとの関係の
実験に用いた模擬のＦＴＭ架台の説明図である。

【図８】図７の実験におけるサンプルとした光ファイバ
コードの諸元を示す図である。

【図９】図７の実験の測定結果を示す線図である。

【図１０】従来の光ファイバコードと本発明に係る光フ
ァイバコードの解放曲率半径とコード曲げ剛性との相関
を示す説明図である。

【図１１】本発明による試作品と従来品との比較結果を
示す説明図である。

【符号の説明】

１…光ファイバ、２…熱可塑性樹脂層、３…抗張力繊
維、４…模擬のＦＴＭ架台、５…光ファイバコード。

フロントページの続き (72)発明者 本郷 仁康 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 武田 恭一 福岡県久留米市南町660番地 大電株式会 社内 (72)発明者 平田 隆一 福岡県久留米市南町660番地 大電株式会 社内 (72)発明者 月足 一之 福岡県久留米市南町660番地 大電株式会 社内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバとその外周に設けられた熱可
   塑性樹脂層を有する光ファイバ心線であって、前記熱可
   塑性樹脂層は表面から内側に向かってヤング率が連続的
   に低下していることを特徴とする光ファイバ心線。
2. 【請求項２】 光ファイバとその外周に設けられた熱可
   塑性樹脂層を有する光ファイバ心線であって、前記熱可
   塑性樹脂は外周からのエネルギー線の照射により硬化さ
   れた成分を含むことを特徴とする光ファイバ心線。
3. 【請求項３】 前記エネルギー線により硬化された成分
   は重合開始剤とエネルギー線重合性の反応成分を含む樹
   脂を、外周からのエネルギー線により内層ほど重合度が
   低くなるように重合されたものであることを特徴とする
   請求項２に記載の光ファイバ心線。
4. 【請求項４】 前記熱可塑性樹脂層がポリ塩化ビニルと
   前記エネルギー線の照射によって硬化された成分が光重
   合開始剤により重合された重合性モノマーを含んでなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ心線。
5. 【請求項５】 前記熱可塑性樹脂層がポリオレフィンと
   前記エネルギー線の照射によって硬化された成分が光重
   合開始剤により重合された重合性モノマーを含んでなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ心線。
6. 【請求項６】 前記熱可塑性樹脂層がアクリルエラスト
   マーを含んでなることを特徴とする請求項５に記載の光
   ファイバ心線。
7. 【請求項７】 前記熱可塑性樹脂層の最外部のヤング率
   が８０ｋｇｆ／ｍｍ ² 以上であることを特徴とする請求
   項１ないし６のいずれか１項に記載の光ファイバ心線。
8. 【請求項８】 前記熱可塑性樹脂層の最内部のヤング率
   が２０ｋｇｆ／ｍｍ ² 以下であることを特徴とする請求
   項７に記載の光ファイバ心線。
9. 【請求項９】 光ファイバと、その外周に長さ方向に配
   置された抗張力繊維と、該抗張力繊維の外周に設けられ
   た熱可塑性樹脂層からなる光ファイバコードであって、
   前記熱可塑性樹脂層は表面から内側に向かってヤング率
   が連続的に低下していることを特徴とする光ファイバコ
   ード。
10. 【請求項１０】 光ファイバと、その外周に長さ方向に
    配置された抗張力繊維と、該抗張力繊維の外周に設けら
    れた熱可塑性樹脂層からなる光ファイバコードであっ
    て、前記熱可塑性樹脂は外周からのエネルギー線の照射
    により硬化された成分を含むことを特徴とする光ファイ
    バコード。
11. 【請求項１１】 前記エネルギー線により硬化された成
    分は重合開始剤とエネルギー線重合性の反応成分を含む
    樹脂を、外周からのエネルギー線により内層ほど重合度
    が低くなるように重合されたものであることを特徴とす
    る請求項１０に記載の光ファイバコード。
12. 【請求項１２】 前記熱可塑性樹脂層がポリ塩化ビニル
    と前記エネルギー線の照射によって硬化された成分が光
    重合開始剤により重合された重合性モノマーを含んでな
    ることを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバコー
    ド。
13. 【請求項１３】 前記熱可塑性樹脂層がポリオレフィン
    と前記エネルギー線の照射によって硬化された成分が光
    重合開始剤により重合された重合性モノマーを含んでな
    ることを特徴とする請求項１０に記載の光ファイバコー
    ド。
14. 【請求項１４】 前記熱可塑性樹脂層がアクリルエラス
    トマーを含んでなることを特徴とする請求項１３に記載
    の光ファイバコード。
15. 【請求項１５】 前記熱可塑性樹脂層の最外部のヤング
    率が８０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上であることを特徴とする請
    求項９ないし１４のいずれか１項に記載の光ファイバコ
    ード。
16. 【請求項１６】 前記熱可塑性樹脂層の最内部のヤング
    率が２０ｋｇｆ／ｍｍ² 以下であることを特徴とする請
    求項１５に記載の光ファイバコード。