JPS61138907A - 光通信用ケ−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） 本発明は高度情報化社会における通信手段として不可欠
の光通信に用いるケーブルに関するものである。

（従来の技術） 近年、情報化社会への移行とともに、周辺技術の発展も
急速である。中でも、光通信は従来の銅線による電気通
信に比べ、伝達容量にすぐれ、又放電、落雷、電磁誘導
等による通信の障害も無く、材料的にも貴重な銅資源を
使わないといった多くの特徴を持ち、情報　　　　−伝
達手段としての期待が大きい。光通信用には、石英系、
ガラス系、透明合成樹脂系の光学繊維が用いられるが、
ＦＪ２者の場合、極めて脆く、取扱中に急激な力がかか
ったりすると破壊したり、損傷したりするので通常シリ
コン樹脂等の合成樹脂で被覆したりしている。

透明合成樹脂系光学繊維を含め、取扱い中での伸びによ
る破壊、損傷を防ぐため、零存キこの光学繊維を抗張力
体と 接触させ、その上に合成樹脂で被覆して、光通信用ケー
ブルを作るわけである。取扱い中ＦＲＰ線、炭素繊維、
アラミドｍ維などが用いられてきた。

（発明が解決しようとする問題点） 光通信用ケーブルは使用上、軽量で、細いことが望まし
いわけであり、抗張力体としては、先に掲げた材料のう
ち、アラミド繊維が好ましいわけであるが吸湿性であっ
たり、溶液紡糸で作られているため価格が高いという問
題がある。また、ポリエチレンの高強度繊維も考えられ
るが、最外被覆の樹脂加工温度の問題も存在する。又、
合成樹脂系光学繊維の場合に・はケーブル化で外部被覆
を行なう時に、被覆を作る押出し加工温度により伝送損
失が低下することがあり、光学繊維と被覆の間に断熱材
として介在する材料が必要である。

本発明の目的は、以上の問題を克服する新規の高強度高
弾性の抗張力体を用いることにより、製造、取扱上、破
壊、損傷することの極めて少ない光通信用ケーブルを提
供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、鋭意検討した結果、本発明の目的が、（
ａ）１層以との合成樹脂被覆層を有し、又は有しない石
英系、多成分ガラス系、透明合成樹脂系から選ばれる光
学繊維素線と、（ｂ）溶融時に異方性を示す芳香族ポリ
エステルを溶融紡糸して得られる繊維と、（ｃ）押出し
成形により作られる合成樹脂外部被覆とからなり、（ｂ
）は（ａ）と（ｃ）の間に介在し、（ａ）がケーブル断
面の中心部に位置することを特徴とする光通信用ケーブ
ルにより達成されることを見出した。

本発明における石英系、多成分ガラス系、透明合成樹脂
系光学繊維とは、屈折率の高いコア部を低い屈折率のク
ラッド部で囲った形をしており、コア部内を斜めに進ん
だ光が、臨界内置γのため、クラッド層との境界面で檜 全反射して、結果的に光はコア内を伝凍していく。石英
系というのは、コア部、クラッド部共に純粋な石英ガラ
スで、屈折率差を持たせるため、コア部にはリン、アル
ミ、ゲルマニウム、チタン等を入れたり、クラッド部奢
こはホウ素、フッ素等を入れたりすることもある。ある
いはクラッド部に、コア部より屈折率の小さい合成樹脂
その他の材料を用いることもある。

多成分ガラス系とはＳ　ｉｏｇ　　以外に酸化ナトリウ
ム、酸化ホウ素、酸化タリウムを加えたものをいう。透
明合成樹脂系としては、ポリスチレン、ポリメ≠ルメタ
クリレート系が一般に使われる。これら光学ｍ維素線の
場合、異物、不純物はあってはならない。

本発明における溶融時に異方性を示す芳香族ポリエステ
ルとは９０°直交した２枚の偏光板の間にある回転試料
台に該芳香族ポリエステル試料を置いて、昇温しでいっ
た時に、流動可能な温度域において、光を通過する性質
を有するものを意味する。このような芳香族ポリエステ
ルとしては、特公昭５５−２０００８や特公昭５６−１
８０１６等に示される芳香族ジカルボキシ、芳香族ジオ
ール、及び、又は、芳香族ヒドロキシカルボン酸やこれ
ラノエステル形成性誘導体から成るもので、場合により
、これらと、脂環族ジカルボン酸、脂環族ジオール、脂
肪族ジオールやこれらの誘導体との共重合体も含まれる
。ここで芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸、イ
ソフタル酸、４　、４’−ジカルボキシジフェニル、２
゜６−ジカルボキシナフタレン、■、２−ビス（４−カ
ルボキシフェノキシ）エタン等や、これらのアルキル、
アリール、アルコキシ、ハロゲン基の核置換体があげら
れる。芳香族ジオールとして（〃ドロキノン、レゾルシ
ン、４．４′−ジヒドロキシジフヱニル、４．４’−ジ
ヒドロキシベンゾフェノン、４　、４’−ジヒドロキシ
ジフェニルメタン、４　、４’−ジヒドロキシジフェニ
ルエタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プ
ロパン、　４　、４’　−ジヒドロキシジフェニルエー
テル、４　、４’　−ジヒドロキシジフェニルスルホン
、　４　、４’　−ジヒドロキシジフェニルスルフィド
、２，６−シヒドロキシナフタレン、１．５−ジヒドロ
キシナフタレン等やこれらのアルキル、アリール、アル
コキシ、ハロゲン基の核置換体があげられる。芳香族ヒ
ドロキシカルボン酸としてはｐ−ヒドロキシ安息香酸、
ｍ−ヒドロキシ安息香ｉ１．２−ヒドロキシナフタレン
−６−カルボン酸、１−ヒドロキシナフタレン−５−カ
ルボン酸等やこれらのアルキル、アリール、アルコキシ
、ハロゲン基の核置換体があげられる。脂環族ジカルボ
ン酸としてはｔｒａｎｓ　−１、４−ジカルボキシシク
ロヘキサン、ｃｉｓ−１，４−ジカルボキシシクロヘキ
サン等やこれらのアルキル、アリール、ハロゲン基の置
換体があげられる。脂環族及び脂肪族ジオールとしては
ｔｒａｎｓ　−１、４−ジヒドロキシシクロヘキサン、
ｃｉｓ−１，４−ジヒドロキシジクロヘキサン、エチレ
ングリコール、１，４−ブタンジオール、キシリレンジ
オール等があげられる。

これらの組合せの内で、本発明の対象として好ましい芳
香族ポリエステルとしては、例えば （１）ｐ−ヒドロキシ安息香酸残基４０〜７０モル％と
上記芳香族ジカルボン酸残基１５〜３０モル％と芳香族
ジオール残基１５〜８０モル％から成るコポリエステル
、 ■）テレフタル酸及び／又はイソフタル酸とクロルハイ
ドロキノン、フェニルハイドロキノン、及び／又はハイ
ドロキノンから成るコポリエステル、 （３）ｐ−ヒドロキシ安息香酸残基２０〜８０モル％と
２−ヒドロキシナフタレン−６−カルボン酸残基２０〜
８０モル％から成るコポリエステル、などがあげられる
。これらの出発原料を用い、本発明の目的とするポリエ
ステルに至るには、そのままで、あるいは脂肪族又は芳
香族モノカルボン酸又はそれらの誘導体、脂肪族アルコ
ール又はフェノール類又はそれらの誘導体等によるエス
テル七番とより、重縮合反応を行なう。重縮合反応とし
ては既知の塊状重合、溶液重合、懸濁重合法等を採用す
ることができ、１５０〜１６０’Ｏで、常圧又は１０〜
０．１　ｔｏｒｒ　　の減圧下１ｃｓｂ、Ｔｉ。

Ｇｅ化合物等の重合触媒、リン化合物等の安定剤、Ｔｉ
Ｏ２、ＣａＣＯ５、タルク等の充てん剤等を場合により
添加して行なうことができる。

得られたポリマーはそのままで、あるいは粉体状で不活
性気体中、又は減圧下に熱処理して紡糸用試料とする。

あるいは、一度押出機により造粒して用いることもでき
る。本発明における芳香族ポリエステルには紡糸に適し
た分子量範囲が存在すると考えられるが、組成や構造に
よっては、均一番こ溶解しうる溶剤がなかったり、分子
量測定法の精度がないという問題があり、本発明に適し
た芳香族ポリエステルの規格としては使えない。そこで
本発明者らは、溶融紡糸条件に適する分子量に対応する
物性値として「流動温度」というものを導入した。島津
製作所製のフローテスターＣＦＴ−５００を用い、径１
嘔、長さ１０噸のノズルで、圧力１００に４／−の状態
で芳香族ポリエステル試料を４°Ｃ／　０で昇温し、試
料がノズルを通って流動し、かつ４８．０００ｐｏｉｓ
ｅの見かけ粘度を与える温度として「流動温度」を定義
した。光通信用ケーブルの外部被覆の押出し加工条件か
らみてこの芳香族ポリエステルの「流動温度」は２００
″Ｃ以とが好ましい。

本発明ｆζおける溶融紡糸の装置としては通常のスクリ
ュー型押出機を使用することができる。ノズルから繊維
を押出し、巻取り、このままであるいは延伸や熱処理や
、これらの組合せの処理を施してやることにより、本発
明に用いる繊維とすることができる。

この繊維の上に押出し成形加工により、合成樹脂外部被
覆を作る。被覆用途にはポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリエチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンア
ジパミド、ポリカプロラクタム、ポリ塩化ビニル、フッ
素系ポリマー、シリコン系ポリマー、ポリウレタン、ポ
リアミドイミド、ポリスルフィド、ポリスルホン、合成
ゴム等を用いることができる。押出し加工の方法として
は通常の装置、方法を用いることができるが、重要なの
は光学繊維素線をケーブル断面の中心部に位置するよう
配置し、本発明における溶融時に異方性を示す芳香族ポ
リエステルを溶融紡糸して得られる繊維ヤーンを介在さ
せることにより、光学繊維素線と上述の合成樹脂外部被
覆とを直接に接触しないようにすることである。もし直
接に接触した場合、ケーブルの製造、運搬、敷設等の取
扱い時に力がかかった時、素線の破断、損傷をおこして
しまう。また、透明合成樹脂系光学繊維素線の場合、加
工温度によっては、熱による光学特性の低下が予想され
る。合成樹脂被覆加工の際に、光学繊維素線をケーブル
の中心に配置するようにするには、本発明の拡張力体の
繊維ヤーンを２ヶ以上用い、ガイドにより、素線と平行
に入れ、素線を中心にヤーンが囲りを取囲むようにした
り、素線をらせん状に巻いていったり、押出機ダイへ入
れる前に、素線の囲りに編あげていったりして、行なう
ことができる。

本発明に述べる繊維の多フイラメントヤーンを複数使っ
て、光学繊維素線の周りに撚り合わせたり、巻きあげた
り、織物にして素線にかぶせたり、あるいは逆に、繊維
の多フイラメントヤーンの周りに光学繊維素線を撚り合
わせたりして抗張力体としての作用を持たせ光通信用ケ
ーブルとすることができる。本発明の抗張力体は複数の
光学ｌａＭ素線との組合せが可能であり、又銅線ケーブ
ルと光学繊維とを同軸に用い、その抗張力体としても用
いることができる。

（発明の効果） 本発明に基く溶融時をこ異方性を示す芳香族ポリエステ
ルの繊維から成る抗張力体は高強度、高弾性率を持ち、
吸湿性も無＜、−６０〜＋６０℃における線膨張係数な
どの温度変化も極めて小さく、得られる光通信用ケーブ
ルの製造、運搬、敷設時の取扱いにおける破損も無く、
作動環境による影響も無く、耐久性にもすぐれる点が本
発明の特筆すべき効果である。

（実施例） 以下に本発明の詳細な説明するために実施例および比較
例を示すが、これらはあくまで例示的なものであり、こ
れらに限定するものではない。

光学異方性の測定は加熱ステージとに試料を置いて、偏
光下、２５”０ｚｔｎｉｎで昇温しで肉眼観察により行
なった。

参考例 ｐ−アセトキシ安息香酸７．２０に４（４０モル）、テ
レフタル酸２．４９Ｋｇ（１５モル）、イソフタル酸０
．８８Ｋｆ（５モル）、４，４′−ジアセトキシジフェ
ニル５．４５　Ｋｆ（２０，２モル）をくし型攪拌翼を
もつ重合槽に仕込み、窒・素ガス雰囲気下で攪拌しなが
ら昇温し、３８０℃で８時間重合した。この間、生成す
る酢酸を除去し、強力な攪拌で重合を行ない、その後、
徐々に冷却し２００　”Ｃで重合体を系外へ取出した。

重合体の収量は１０．８８Ｋｆで理論収量の９７．８％
であった。これを細用ミクロン社のハンマーミルで粉砕
し、２．５Ｗ以下の粒子とした。これをロータリーキル
ン中で窒素雰囲気下に２８０”Ｃで５時間処理したとこ
ろ、「流動温度」が３２６”Ｃとなった。８５０″Ｃ以
上で光学異方性が観察された。

このポリエステルを用い、スクリュー型押出機により溶
融紡糸を行なった。紡糸温度３７０　’Ｃでノズルは孔
径Ｑ、Ｑ７＋ｗ、孔数５１２のものを用いた。得られた
黄色の透明繊維を３２０”Ｃで６時間熱処理した。こ（
Ｄｉｌｍ　ｌ！　２．８−ｆ　ニー　ル（ｄ）、強１３
ｊ　２９．　Ｏｆ／ｄ、伸度２．４％、弾性率１，２４
０ｙ／ｄであり、２Ｂ”０，６０％ＲＨの恒温恒湿室に
１昼夜おいた後、熱重量分析を行なったところ、吸湿度
Ｏ１Ｏ％であった。この繊維１ヤーンはｌ、　４８４デ
ニールである。

実施例１ 参考例の繊維を抗張力体として用い、石英系光学繊維の
ケーブルを製作した。用いた光学繊維は〜８０μｍ径の
石英ガラスのコア部と〜１２５μｍ径の石英ガラスクラ
ッド部から成り、これを合成樹脂で被覆した外径０．９
−のものである。クロスへラドダイの２ｆｉの孔の中に
光学繊維を入れ、走行させるようにし、その光学繊維に
添うように６本の参考例の繊維ヤーンを内径２ｆｉの６
本の金属管（これらはクロスへラドダイの孔につながっ
ている。）の中にそれぞれ通し、クロスヘッドダイ１ζ
導いた。参考例の繊維ヤーン６本は光学繊維を中心に対
称的に囲むように配置されている。この上をポリエチレ
ンで被覆する。用いたポリエチレンは住友化学工業製ス
ξカセンＧ−２０１（ＭＩ＝２　）で、０．ＩＰＨＲの
カーボンブラックを加え、１９０”Ｃで押出し加工した
。光学繊維及び参考例の繊維を走行を作った。被覆厚さ
０．２　ｍのポリエチレン被覆は円滑な表面であり、光
学繊維はケーブルの中心に位置し、被覆とは直接接触し
ていなかった。波長６５６　ｎｍの光を用い、伝送損失
を測定したところ、ケーブル製造前の光学繊維素線の場
合と同様、４５　ｄＢｌであった。このケーブルを１２
０備長さ採り、両端のポリエチレン被覆部に接着テープ
で金属製ベルトを固定し、この一端を固定し、他端に１
００１のおもりをかけて、このおもりを固定端の高さ譬
ζもち上げて落下させた。これを８回行ない、ケーブル
の伝送損失を調べたところ、４６　ｄＢ、−と変らず、
又外見の状態も異常は認められず、ケーブルの製造、運
搬、敷設等の取扱いにすぐれた光通信用ケーブルである
ことがわかった。

比較例１ 実施例１の参考例の繊維の代りにポリエチレンテレフタ
レートｍ維ヤーンを用いた。

このポリエチレンテレフタレート繊維は１．３８デニー
ル（ｄ）、強度８．９　ｆｅｄ　、伸度１１．２％、弾
性率２１２　ｆｅｄで、ヤーンは１８８０デニールであ
った。このヤーンを用いて、実施例１と同様にケーブル
を製作した。長さ１２０αのケーブルに１００ｊＦのお
もりをかけて１回落下させてみたところ、光学繊維が破
断し、使用できないことがわかった。

比較例２ 参考例の繊維の代りにアラミド繊維を用い、実施例１と
同様にして光通信用ケーブルを作製した。このアラミド
繊維の物性は１．４４デニール（山、強度２８．２　ｆ
ｅｄ　、伸度２．４％、弾性率９９２　ｆｅｄで、吸湿
度２，９％であり、ヤーン１４４０デニールであった。

作製したケーブルのポリエチレン被覆は所々で発泡して
いる部分が認められ、本発明のｉｓｍから成る光通信用
ケーブルのすぐれていることがわかった。

実施例２ 参考例の繊維を用い、合成樹脂系光学繊維のケーブルを
作製した。この光学繊維は、異物、不純物のないメチル
メタクリレートを重合し、溶融紡糸し、外側をフッ素樹
脂被覆した径１ｍ＋のものである。実施例１と同様にし
て、ポリエチレン被覆の光通信用ケーブルを作った。波
長５７　ｇ　ｎｍの光で、伝送損失を測定したところ、
ケーブル製造前の素線が２７　ｆ３　ｄＢｌＫｍで、ケ
ーブルとしての伝送損失は２７５　ｄＢ／にと変らなか
った。又、１００Ｆの重さを１２０ｏｎのケーブルの一
方の端にかけて衝撃試験を実施例１と同様に行ない、試
験後の伝送損失を測定すると２７９　ｄＢ／Ｉｍで、本
発明の光通信用ケーブルのすぐれていることがわかった
。

比較例８ 実施例２の合成樹脂系光学繊維を用い、本発明のｍＭ抗
張力体を用いずに、胱学纏維に直接ポリエチレン被覆を
施した。得られたケーブルの伝送損失を５７０　ｎｍの
光で測定したところ１０００　ｄＢ／−以上となり、実
施例２）ζ比べ劣っていることがわかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ａ）１層以上の合成樹脂被覆層を有しまたは有しない
   石英系、多成分ガラス系および透明合成樹脂系から選ば
   れる光学繊維素線と、（ｂ）溶融時に異方性を示す芳香
   族ポリエステルを溶融紡糸して得られる繊維と、（ｃ）
   押出し成形により作られる合成樹脂外部被覆とからなり
   、（ｂ）は（ａ）と（ｃ）の間に介在し、（ａ）がケー
   ブル断面の中心部に位置することを特徴とする光通信用
   ケーブル。