(57)【要約】【課題】難燃性被覆層を設ける際に機械的特性を低下させず、難燃性を有するプラスチック光ファイバケーブル及びその製造方法を提供すること。【解決手段】プラスチック光ファイバを素線として有し、平均粒径が２μｍ以下の金属水酸化物を含有する被覆層を有することを特徴とする難燃性光ファイバケーブル、及びプラスチック光ファイバ素線に、平均粒径が２μｍ以下の金属水酸化物を含有する被覆層を被覆する工程を有することを特徴とする難燃性光ファイバケーブルの製造方法。【選択図】　　　　　図２
2004029339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック光ファイバを素線として有し、平均粒径が２μｍ以下の金属水酸化物を含有する被覆層を有することを特徴とする難燃性光ファイバケーブル。
【請求項２】
プラスチック光ファイバ素線に、平均粒径が２μｍ以下の金属水酸化物を含有する被覆層を被覆する工程を有することを特徴とする難燃性光ファイバケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂により被覆されたプラスチック光ファイバケーブル及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、屈折率分布型プラスチック光ファイバケーブル及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック光ファイバは、石英系光ファイバと較べると、光の伝送損失が大きいものの、大口径化による接続容易性、端末加工容易性、これに伴う高精度調芯機構が不要になるメリット、人体への突き刺し災害による危険性の低さ、高い柔軟性による易加工性、耐振動性、低コストなどの観点から、家庭や車載用途で注目されてきている。しかし、付設個所の観点から可燃性のプラスチック光ファイバに、難燃性を付与することが検討されている。
プラスチック光ファイバ本体は光の伝送性能を損なわないために、むやみに添加剤等を配合することは避けなければならず、難燃性の機能をファイバ本体に付与することはなかなか困難である。
【０００３】
一方、素線の曲げ対抗性の向上、吸湿による性能低下抑制、引張り強度の向上、耐踏付け性付与、薬品での損傷からの保護、着色などによる商品性向上等を目的として素線の表面に１層以上の被覆層を設けて使用することが一般的であり、この被覆層に難燃性を付与することによって、光ファイバの難燃化が検討されている。被覆層に難燃性を付与する方法としては特開平７−５６０６３に示されるような臭素を含有した樹脂やＰＶＣのような含ハロゲン樹脂やリン、重金属を被覆材やその添加剤に用いることで、簡便かつ容易に、低価格で難燃性を付与することができるため、電線を中心に光ファイバの被覆としても主に用いられてきた。
しかし、近年ではこれらの含ハロゲン樹脂や組成物は燃焼時の毒性のガス発生や廃棄に伴う環境汚染の問題があり、安全な素材への転換が必要とされている。また、添加剤が加わることにより、ケーブルの被覆として求められる耐候性、耐衝撃性、機械的強度などが低下するといった問題があった。
さらに、電線や石英系光ファイバではそれらの被覆対象に燃焼性が無いが、対するプラスチック光ファイバは素線自体が高い燃焼性を有するため、難燃性の要求がいっそう高まってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、難燃性被覆層を設ける際に機械的特性を低下させず、難燃性を有するプラスチック光ファイバケーブル及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討行なった結果、被覆素材に好適に用いることのできる難燃性添加剤と、被覆の性能の低下を起こさずに用いる樹脂組成物を見出した。そこで、難燃性添加物の選択と被覆用樹脂と難燃性添加物からなる組成物の組成比をある範囲内に保つことで、被覆材としての性能低下を防いで難燃性の向上を行なうことができるという本発明を完成するに至った。
本発明によれば、以下の課題を解決するための手段が提供される。
（１）　プラスチック光ファイバを素線として有し、平均粒径が２μｍ以下の金属水酸化物を含有する被覆層を有することを特徴とする難燃性光ファイバケーブル、
（２）　被覆層の金属水酸化物含有量が３５〜６０質量％である（１）記載の難燃性光ファイバケーブル、
（３）　プラスチック光ファイバ素線に、平均粒径が２μｍ以下の金属水酸化物を含有する被覆層を被覆する工程を有することを特徴とする難燃性光ファイバケーブルの製造方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（プラスチック光ファイバ素線）
本発明において用いられる素線の種類、材質などは特に限定されない。なお、以降の記述は外周のクラッド部からコア部中心に向って連続的に屈折率が変化する屈折率分布型プラスチック光ファイバ素線について記述しているが、屈折率分布を有しないステップインデックス型プラスチック光ファイバ素線については屈折率分布の付与を除くことで、材料や製法が同様に適用できる。
【０００７】
（コア部）
コア部の原料としては、その重合体が伝送される光に対して光透過性である限り特に制約はないが、伝送される光信号の伝送損失が少ない材料を用いるのが好ましい。原料のモノマーとしては例えば、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、重水素化メチルメタクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル−２−フルオロアクリレートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これら各モノマーからポリマーを重合してコア部として用いる。また、これらモノマーを２種以上用いて、共重合体（コポリマー）からコア部を形成してもよい。しかしながら、塊状重合が容易であるＭＭＡを選択し、ストレートポリマー（ホモポリマー）であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）にてコア部を形成するのが好ましい。また、これらのモノマーが有する水素原子を重水素原子（Ｄ）またはハロゲン原子（Ｘ）で置換したモノマーを用いて、ポリマーを重合することもできる。特定の波長領域において、Ｃ−Ｈ結合に起因する光伝送損失が生じるが、ＨをＤまたはＸで置換することにより、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。
【０００８】
前記モノマーからポリマーを重合する際に、重合開始剤および重合調整剤を添加することができる。重合開始剤としては、重合されるポリマーに応じて適宜選択することができるが、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）パラレート（ＰＨＶ）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。重合調整剤は、主に重合体（ポリマー）の分子量の調整のために用いられ、ポリマーの重合度に応じて適宜選択することができるが、１−ブタンチオール、ドデシルメルカプタンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、２種類以上の重合調整剤を併用してもよい。
【０００９】
コア部が、中心から外側に向かって屈折率の分布を有しているＧＩ型であると、高い伝送容量を有するケーブルが得られるので好ましい。屈折率調整剤は、これを含有するポリマーが無添加のポリマーと比較して、屈折率が高くなる性質を有するものをいう。この性質を有し、ポリマーと安定して共存可能で、且つ前述の原料であるモノマーの重合条件（加熱および加圧等の重合条件）下において安定であるものを、いずれも用いることができる。例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、ビフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰＭ）、リン酸トリクレジル（ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。
【００１０】
（クラッド部）
クラッド部は、コア部を伝送する光がそれらの界面で全反射するために、コア部の屈折率より低い屈折率を有し、非晶性であり、コア部との密着性が良く、タフネスに優れ、耐熱性に優れているものが好ましく用いられる。例えば、クラッド部の原料であるモノマーとしてはコア部と同様に、メチルメタクリレート、重水素化メチルメタクリレート、トリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピル−２−フルオロアクリレートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのモノマーを２種以上用いて、共重合体からなるクラッド部を作製してもよい。
【００１１】
前記モノマーからクラッド部のポリマーを重合する際にも、コア部の形成に用いた前述した重合開始剤および重合調整剤（例えば、連鎖移動剤等）を添加することができる。
【００１２】
その他、クラッド部には、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができ、添加剤は、前記原料モノマーに添加した後に、モノマーからポリマーを重合することによってクラッド部に含有させることができる。前記添加剤としては、耐候性や耐久性などを向上させる安定剤、光伝送性能を向上させる光信号増幅用の誘導放出機能化合物等が挙げられる。誘導放出機能化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することが可能となり、伝送距離が向上するので、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として使用することができる。なお、これらの添加剤は、コア部の形成時にモノマーに添加させて、コア部に含有させることもできる。
【００１３】
（素線の作製）
以上の素材もちいて、クラッド部とコア部からなるプラスチック光ファイバ素線を作成する。
素線の製法に関しては特に制限はなく、既知の方法は等しく適用することができる。素線の製造方法としては、例えば、コア部とクラッド部をそれぞれ形成する方法としては既知の方法である、コア部作成後のクラッド部の積層付与による方法、クラッド部となる中空管作成後内部にコア部を作成する方法、コア部とクラッド部の同時多層押出しや紡糸による方法等が挙げられる。
また、それらを素線に加工する方法として、直接紡糸する方法やプリフォームと呼ばれる予備加工品を延伸する方法などが好ましく用いることができる。
【００１４】
以上の製造方法のうち、屈折率分布型のプラスチック光ファイバ素線の製造方法としては国際公開ＷＯ９３／０８４８８に記載されているような、クラッド部となる樹脂の中空管を作成し、その管内にコア部を形成する樹脂組成物を入れ、界面ゲル重合法によりポリマーを重合することによりコア部を形成することができる。
樹脂組成物は前述のように、単一の屈折率を持つ樹脂組成物に屈折率調整剤を添加するものや、屈折率の異なる樹脂を混合するのものを用いて屈折率を分布させる。なお、本発明に用いられる素線の直径は０．２〜１．５ｍｍの範囲であることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。また、その素線のコア部の直径は、０．１〜１．０ｍｍが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。
【００１５】
（プラスチック光ファイバケーブルの製造方法）
本発明のプラスチック光ファイバケーブルの製造に用いられる被覆ラインは、従来から知られている電気ケーブルや石英ガラス製光ファイバと同様な被覆ラインを使用することができる。
図１にその被覆ラインの概略図を示す。素線１１は、送出機１２より送り出され、冷却装置１３により５〜３５℃の温度まで冷却することが、被覆する際に素線１１へのダメージを抑制するために好ましいが、この冷却装置１３は省略することも可能である。その後に、被覆装置１４により素線１１に被覆材を被覆してケーブル１５が得られる。ケーブル１５は、水槽１６で冷水により冷却された後に、水分除去装置１７によりその表面の水分が除去される。なお、ケーブル１５の冷却は、水槽に限定されず、他の装置を用いてもよい。そして、ローラ１８により搬送されて巻取機１９に巻き取られる。
なお、被覆方法としては溶融押出し方法、活性エネルギー線硬化型樹脂を用いて、塗布・硬化させて被覆層を得る方法等を用いることができる。本発明においては、溶融押出し方法を用いることが好ましい。
【００１６】
（被覆の構造）
図２及び図３は、本発明の光ファイバケーブルの実施態様を示す断面図である。
ケーブル製造の際にその被覆の形態として、素線と被覆材を密着させる密着型の被覆と素線と被覆材の間に空隙層を設けるルース型の被覆がある。図２又は図３において、Ａは密着型の１次被覆３を有する光ファイバケーブルであり、ａはルース型の１次被覆３を有する光ファイバケーブルである。Ｂ及びｂに示すように、被覆は１次被覆３、２次被覆６等、複数層を設けることも可能である。また、空隙２が素線１と１次被覆３の間ではなく、素線１と１次被覆３が密着し一体となっており、１次被覆３の外側に空隙２のある形態も好ましく使用される。
ルース型の被覆の場合、被覆と素線が密着していないので、ケーブルにかかる応力や熱とはじめとするダメージの多くを被覆材層で緩和させることができ、素線にかかるダメージを軽減させることができるため好ましく用いることができる。ルース型の被覆を製造するには、クロスヘッドダイの押出し口ニップルの厚みを増すことで空隙層を作ることができる。空隙層の厚みは前述のニップル厚みと空隙層を加圧／減圧することで調整が可能である。
【００１７】
また、複数の機能を付与させるために、様々な機能を有する被覆を積層させてもよい。例えば、本発明のような難燃化以外に、素線の吸湿を抑制するためのバリア層や水分を除去するための吸湿材料、例えば吸湿テープや吸湿ジェルを被覆層内や被覆層間に有することができ、また可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や発泡層等の緩衝材７、剛性を上げるための強化層など、用途に応じて選択して設けることができる。樹脂以外にも構造材として、高い弾性率を有する繊維（以下、抗張力繊維４と称す）および／または剛性の高い金属線等の線材５を熱可塑性樹脂に含有すると、得られるケーブルの力学的強度を補強することができることから好ましい。
抗張力繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維が挙げられる。また、金属線としてはステンレス線、亜鉛合金線、銅線などが挙げられる。いずれのものも前述したものに限定されるものではない。その他に保護のための金属管の外装、架空用の支持線や、配線時の作業性を向上させるための機構を組み込むことができる。
また、ケーブルの形状は使用形態によって、図２Ｈ及び図３ｏに示す素線を同心円上にまとめた集合ケーブルや、図２Ｃ〜Ｇ及び図３ｄ〜ｎに示す一列に並べたテープ心線と言われる態様、さらにそれらを押え巻８やラップシース９などでまとめた集合ケーブルなど用途に応じて選ぶことができる。
【００１８】
（被覆材）
前述した被覆材である被覆用樹脂組成物を選択する際には、製造時および製造後に素線へダメージを与えないものが重要である。溶融押出法で被覆を行う場合、樹脂溶融によって被覆材に加えられた熱が、被覆工程で、素線へ伝播して素線に悪影響を与えてしまうため、組成物を構成する熱可塑性樹脂の流動開始温度が一定の範囲内に収まることが好ましい。
なお、ルース型に被覆する場合には、素線と被覆の間の空隙層によって熱の伝播が緩和されるため、密着型の場合に比較して流動開始温度をより高く設定することが可能である。
【００１９】
本発明で使用される、好ましい流動開始温度を有する熱可塑性樹脂としては、前述した特徴を有するものであれば特に制限されるものではない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ナイロン（ナイロン−６、ナイロン−６６、ナイロン−１１など）、ポリ塩化ビニル、エチレンアクリル酸エチル共重合体、ポリエステル化合物などが挙げられ、その中でも好ましくはポリエチレン、ポリプロピレンである。これらの熱可塑性樹脂はその分子量、分子量分布、枝分かれ度、架橋度、末端官能基の種類などを変えることにより、種々の溶融挙動を示し、流動開始温度の値を制御することが可能となる。また、これらの樹脂を適宜混合して好ましい流動開始温度の範囲に調整してよい。また同様に流動開始温度を低下するために、前述したポリマーの共重合体を用いたり、酢酸ビニル成分を共重合したりしてもよい。または、可塑剤などの添加剤量を調整することにより、流動開始温度を制御してもよい。
【００２０】
ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂は、燃焼した場合にもシアン化水素や塩化水素のような有害ガスを発生しないため被覆材料として好ましい。
本発明においては、難燃性添加剤として金属水酸化物を用いる。金属水酸化物を樹脂に添加することで、樹脂燃焼時に金属水酸化物が分解し、樹脂の延焼を抑制することが可能となる。ポリオレフィン系樹脂を難燃化する方法として、ハロゲン系難燃剤の添加や樹脂のハロゲン化が考えられるが、この方法は燃焼時にハロゲン化水素を初めとする有害物質を発生するため環境破壊の観点からは好ましくない。これに対して金属水酸化物による難燃化は基本的に水と、安定で安全と考えられている金属酸化物しか発生せず環境への負荷が非常に少なく光ファイバーの被覆に用いるのに適している。金属水酸化物はそれを添加した材料の発煙量を抑える効果もあり、火災の場合さらに有利である。
【００２１】
金属水酸化物による難燃機構は、金属水酸化物の添加そのものがまず可燃物を希釈し、さらに加熱によって分解して吸熱（脱水）反応を起こすというものである。
分解によって燃焼生成物と水蒸気を発生するが、燃焼生成物は、断熱効果があり、水蒸気は可燃性ガスを希釈するため樹脂の燃焼継続を困難にする。
【００２２】
一般的に金属水酸化物は分解時の吸熱量があまり大きくないため、可燃性樹脂に練り込む際にはかなりの量の添加が必要になる。金属水酸化物を大量に練り込んだ場合、金属水酸化物は樹脂に溶け込むのではなく粒子のまま分散するだけなので樹脂の物性が変化してしまい機械的物性が低下しやすい。そこで少ない添加量で可能な限り難燃化効果を得る必要がある。そのためには、金属水酸化物の純度が高いこと、粒子の細粒化が重要である。
【００２３】
本発明における難燃性添加剤として用いられる金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウムが挙げられ、好ましくは水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、およびその混合物である。
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムの分解温度はそれぞれ３００℃以上、２００〜２５０℃と比較的低く、早く分解するため燃焼初期の難燃性に効果を発揮する。混合物を用いると水酸化物の混合比によって、被覆に加えた難燃性添加剤の見かけの分解温度を任意に設定することができる。
【００２４】
難燃性添加剤の粒径は、平均粒径として０．０５〜２μｍが好ましく、０．１〜１μｍがより好ましい。この範囲の粒子を用いることで、組成物としての物性が保たれ、被覆時にも流動特性の変化が少なく、ポリマーの伸びが悪くならないため、均一な被覆となり、被覆自身の強度も保たれる。粒径が細かすぎると分解しやすくなり、組成物の混合や被覆材としての安定性に欠け、粒径が粗すぎると樹脂層としての強度が低下して脆くなったり、応力の緩和等の機能が低下し、性能劣化をもたらす。そのため、粗い粒子は、９９％粒径が５μｍ以下となる含有量であることが好ましい。なお、９９％粒径とは、粒度分布測定において累積度数が９９％となるときの粒径をいう。
【００２５】
また、難燃性添加剤の比表面積は、ＢＥＴ法による測定値で１ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、５ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。
【００２６】
これら難燃性添加剤の添加量としては、樹脂と混合した組成物で３５〜６０質量％となるように混合するのが好ましく、４０〜５０質量％であることが好ましい。添加量が少ないと難燃性を発揮できず、多いと破断しやすくなるなどの機械的性能が低下する。
【００２７】
（難燃性被覆層の作成）
本発明の製造方法における難燃性被覆層を被覆する工程について説明する。
本発明においては、前述の樹脂と難燃性添加物を混合して、難燃性被覆用組成物を作成する。この作成方法としては、２軸混練のような方法を用いることができる。このとき、添加剤が樹脂に均一に分散するように、混練スクリューパターンを選定することが好ましい。スクリューが高回転になるとせん断発熱により樹脂が分解して粘度が下がったり添加剤がかえって凝集したりすることがあり、径の大きなスクリューを１００ｒｐｍ以下で回転させるのが良い。具体的には、スクリューパターンを、長さ１Ｄの逆送りニーディングディスク（ＲＤ）、ニュートラルニーディングディスク（ＮＤ）、正送りニーディングディスク（ＦＤ）の３種が押出し方向にＦＤ／ＦＤ／ＮＤ／ＮＤ／ＲＤとなるように５個組合せたセットをスクリューユニット間に４セット配置した、ベルストルフ社製２軸押出機（スクリュー径４０ｍｍ、スクリューＬ／Ｄ＝４０）等を用いることができる。また、界面活性剤等で添加剤表面を修飾することで、樹脂中への均一分散を行いやすくすることもできる。
なお、混練を行い分散させる場合、局部的に樹脂が難燃性添加剤の分解温度を超えて難燃性を失ってしまうことがあるため、難燃性添加剤の分解温度を超えないように温度管理を行うことが好ましい。
【００２８】
被覆は前述の方法で行うことができ、密着型、ルース型共に好ましく用いることができるが、難燃性被覆の添加剤として加えている粒子がファイバ素線を傷つけないように素線と難燃性被覆の間に粒子を含まない層を一層付与しておくことが好ましい。具体的には、金属酸化物含まない被覆材を１次被覆に用い、金属酸化物を含む被覆材を２次被覆に用いることができる。
【００２９】
プラスチック光ファイバケーブルが１次被覆及び２次被覆を有する場合、１次被覆に用いる被覆樹脂の融点は、好ましくは被覆される芯線のガラス転移温度より７０℃以上高くない方が好ましく、５０℃以上高くない方がより好ましい。また、２次被覆に用いる樹脂は、素線が既に１次被覆されているので被覆樹脂としては多少融点の高い物も選択できるが、１次被覆の厚みが１ｍｍ以下の場合には１次被覆の断熱効果があまり期待できず、この場合の２次被覆に用いる樹脂の融点は好ましくは被覆される芯線のガラス転移温度より７０℃以上高くない方が好ましく、５０℃以上高くない方がより好ましい。
【００３０】
ここで言う芯線のガラス転移温度は、芯線に用いられる各種樹脂のうち最もガラス転移温度の低い部分のガラス転移温度を指す。被覆の厚みは芯線が０．５ｍｍから１．２ｍｍ程度の場合には２次被覆の外径が５ｍｍ程度に収まるように選ぶのが、ケーブルのハンドリングの観点で好ましい。
１次被覆は密着型であってもルース型であっても良く、被覆厚さが０．２ｍｍから０．７ｍｍ程度の範囲で樹脂の流動性などを勘案して決定する。被覆は１次と２次だけで耐踏付け性、引っ張り強度、耐候性など必要な機能が付与できない場合には必要に応じて前述の層を設けても良い。特に環境問題の観点でＰＶＣを使用しない場合には、防湿性能などを最外層の薄い被覆を用いて付与することもできる。
【００３１】
被覆速度は、生産性の観点からは早い方が良いが、プラスチック光ファイバーでは１０ｍから１５０ｍｍ毎分が実用的である。遅いと生産性が上がらないだけでなく、ダイヘッドからの引き落としの調整が難しくなる。ライン速度が低すぎると、芯線のブレや被覆の揺らぎも顕在化しやすい。ライン速度が速いと冷却を充分に行うことができず、これを補うために冷却装置長が無駄に長くなり建設コストがかかる他、高速化に伴い回転部分の慣性を低減しないと、制御性が悪化するため、ライン全体の見直しが必要になる。また、高速化に対応するためには高度な部品加工が必要になり、特に樹脂製リールなどの加工にノウハウが必要なため、技術的な困難とコストが問題となる。更に、樹脂粘度も高速に対応する粘度の低い物が要求される。又、ライン全体の供給速度の僅かなブレで被覆形が大きく変動し、ライン速度の速いこととあいまって、不良品を多量に製造してしまう危険性が高い。
【００３２】
従って、被覆速度は通常２０ｍから８０ｍ毎分が好ましい。被覆時のライン速度に合わせて、被覆樹脂の押出し速度を調整する必要があるが、僅かに被覆樹脂が芯線に引っ張られて、被覆されるのが被覆形状の安定化の観点で好ましい。この場合、被覆樹脂は、素線に被覆されたときの外径が、被覆用ダイスから押出された外径より小さくなる。通常、ダイスの外径の９５％から４０％程度に減少する。被覆を減圧装置によって素線に密着させる場合には、更に外径が小さくなることもある。
【００３３】
本発明の光ファイバケーブルを用いて光信号を伝送するシステムには、種々の発光素子、受光素子、他の光ファイバ、光バス、光スターカプラ、光信号処理装置、接続用光コネクター等で構成される。それらに関する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行）等の他、特開平１０−１２３３５０、特開２００２−９０５７１、特開２００１−２９００５５等の光バス、特開２００１−７４９７１、特開２０００−３２９９６、特開２００１−７４９６６、特開２００１−７４９６８、特開２００１−３１８２６３、特開２００１−３１１８４０等の光分岐結合装置、特開２０００−２４１６５５等の光スターカプラ、特開２００２−６２４５７、特開２００２−１０１０４４、特開２００１−３０５３９５等の光信号伝達装置や光データバスシステム、特開２００２−２３０１１等の光信号処理装置、特開２００１−８６５３７等の光信号クロスコネクトシステム、特開２００２−２６８１５等の光伝送システム、特開２００１−３３９５５４、特開２００１−３３９５５５等のマルチファンクションシステムなどを参考にすることができる。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様（材料、試薬、それらの割合、温度等の製造条件など）はこれらに限定されない。また、説明においては、実施例１で詳細に説明し、その他の実施例及び比較例については、実施例１と同じ点については説明を省略している。また、実験条件及び実験結果については後に表１にまとめて示す。
【００３５】
（プラスチック光ファイバ素線の作製）
ＰＭＭＡからなる円筒管型のクラッド部を公知の回転重合法で製造した。次に、界面ゲル重合法によりＭＭＡを主原料にコア部を重合した。この際に、ドーパントとしてＤＰＳ（硫化ジフェニル）を用いて、ＭＭＡに対して１２．５重量％加えた。こうして直径２２ｍｍ、長さ５５ｃｍのプリフォームを製作した。このプリフォームのガラス転移温度Ｔｇは、コア中心部８５℃、クラッド部１０７℃であり、コア部の中心からクラッド部にかけてガラス転移温度はゆるやかに上昇していた（Ｔｇｍｉｎ＝８５℃）。また、このプリフォームの屈折率は、コア部の中心で１．５０４、クラッド部１．４９１であり、コア部の中心からクラッド部にかけて屈折率はゆるやかに下降していた。このプリフォームを２３５℃で加熱して延伸し、外径７５０μｍ、コア径５００μｍのＧＩ型素線１１を得た。この素線１１の屈折率は、コア部の中心１．５０４、クラッド部１．４９１であった。また、この素線１１の波長６５０ｎｍの光を用いた伝送損失値は１８０ｄＢ／ｋｍであった。
【００３６】
（１次被覆プラスチック光ファイバケーブルの作成）
この素線に対して、１次被覆として高圧法により重合した、メルトフローレート（ＪＩＳ　Ｋ　６９２２−２）が８０ｇ／１０ｍｉｎであり、密度が０．９１６ｇ／ｃｍ３の低密度ポリエチレン（以下、ＰＥと称する）を、クロスダイヘッド付の被覆押し出し機（ダイス直径３．７ｍｍ、ニップル直径２．７ｍｍ）を用いた被覆ライン（図１参照）により、素線１１の搬送速度を５０ｍ／ｍｉｎとして被覆を行い、厚みが０．５ｍｍの１次被覆層を有する密着型の被覆ケーブルを得た。
【００３７】
（実施例１）
（難燃性被覆用組成物の調整）
スクリューパターンを、長さ１Ｄの逆送りニーディングディスク（ＲＤ）、ニュートラルニーディングディスク（ＮＤ）、正送りニーディングディスク（ＦＤ）の３種が押出し方向にＦＤ／ＦＤ／ＮＤ／ＮＤ／ＲＤとなるように５個組合せたセットをスクリューユニット間に４セット配置した、ベルストルフ社製２軸押出機（スクリュー径４０ｍｍ、スクリューＬ／Ｄ＝４０）に、流動開始温度が１０３℃、メルトフローレート（ＪＩＳ　Ｋ　６９２２−２）が８０ｇ／１０ｍｉｎ、密度が０．９１６ｇ／ｃｍ３のＰＥと、平均粒径２μｍ、９９％粒径５μｍの水酸化マグネシウムが組成異物中の含有量が５０質量％となるようにし、別々の定量フィーダにて押出機へ８ｋｇ／ｈｒの量を供給した。
スクリュー回転数１００ｒｐｍ、ベント圧力０．８５気圧、押出機出口温度７０℃でφ５ｍｍ×１０穴のノズルから押出した樹脂ストランドを冷却切断して、径が２ｍｍ、長さが２〜３ｍｍの樹脂ペレットを得た。
【００３８】
（難燃性樹脂組成物の被覆）
この樹脂組成物を、被覆ライン（図１参照）のクロスダイヘッドを変えた被覆押し出し機（ダイス直径６．７ｍｍ、ニップル直径４．５ｍｍ）を用いた被覆ラインにより、１次被覆ケーブルの搬送速度を２０ｍ／ｍｉｎとして被覆を行い、厚みが１．０ｍｍの難燃性の２次被覆層を有する被覆ケーブルを得た。
【００３９】
（燃焼性試験）
この難燃性ケーブルを１５０ｍｍ切り取り、鉛直に吊下げた。ブタンガスライターの炎の高さを１５ｃｍに調節し、そのうち上から５ｃｍの部分の炎が吊下げたケーブルに触れるようにした。炎をケーブルに１０秒間当てケーブルがどの程度燃えるかを確認したところ、接炎直後にゆっくりと燃え始め、炎を離して９０秒後に４０ｍｍだけ延焼して止まった。
また、光ケーブルとしての性能はそれぞれ後述の試験方法にて測定し、その結果を表１にまとめた。
【００４０】
（実施例２）
実施例１の水酸化マグネシウムの代わりに、平均粒径１μｍ、９９％粒径３μｍの水酸化アルミニウムに変えた樹脂組成物を調整し、実施例１と同様に２次被覆を作成した。実施例１と同様に評価したところ、燃焼性試験では、炎を離した後８０秒後に６０ｍｍだけ延焼して止まった。
ケーブルとしての性能は表１に記載の通りで、実施例１同様のケーブル性能と難燃性を両立した良好な被覆ケーブルが得られた。
【００４１】
（比較例１）
実施例１の樹脂組成物に水酸化マグネシウムを加えない以外は全く同じ方法で２次被覆を作成した。実施例１と同様に評価したところ、燃焼性試験では、接炎後４６秒で１５０ｍｍのケーブルは溶け落ちるか、燃えてしまい何も残らなかった。
その他のケーブル性能は表１に記載の通りで、被覆として機械強度を満足しないものであった。
【００４２】
（比較例２）
実施例１の水酸化マグネシウムを、平均粒径１０μｍ、９９％粒径２０μｍと粗いものに変えた樹脂組成物を調整し、実施例１と同様に２次被覆を作成した。実施例１と同様に評価したところ、燃焼性試験では、炎を離した後７５秒後の１００ｍｍだけ延焼して止まった。
ケーブルとしての性能は表１に記載の通りで、被覆として機械強度を満足しないものであった。
【００４３】
（最小曲げ半径）
半径が５０、３０、２５、２０、１５、１０ｍｍのステンレス棒を用意し、半径の大きい方から順に１８０°曲げとなるようにステンレス棒へ隙間無く当てて被覆の外観を観察した。クラックなどの外観異常が見られない最小の棒の半径を最小曲げ半径とした。
【００４４】
（繰返し曲げ試験）
半径が３０ｍｍのステンレス棒を２本用意して、長さ１５０ｍｍのケーブルを挟み込んで固定し、自由端には１００ｇのおもりを付けて荷重を加えた状態で、垂直状態から一方のステンレス棒で９０°曲げとなるように折り曲げたあと垂直状態に戻し、同様に他方のステンレス棒で９０°曲げとなるように折り曲げた。これを１サイクルとし、２秒／サイクルで５００回繰返して被覆の状態を観察した。
【００４５】
（引張り荷重）
引張り試験機として、（株）オリエンテック社製の「テンシロン万能試験機」を用いた。サンプルとして長さ１２０ｍｍ〜１３０ｍｍのファイバケーブルを用意し、試験機のチャックに装着した。試験中にサンプルケーブルが試験機把持部で断線しないように、試験機のチャックとして、空気圧で開閉するエアチャックを用いた。引っ張り長さ（チャック間長さ）を１００ｍｍ、チャックの引っ張り速度を１０ｍｍ／ｍｉｎとして、サンプルのケーブルを破断するまで伸張させた。サンプルケーブルに印加された荷重をロードセルにより測定してその最大荷重を求めた。
【００４６】
（衝撃試験）
衝撃の影響を調べるため、ＪＩＳ　Ｃ　６８６１に準拠した方法で、ケーブルに舞２５ｍｍの衝撃柱の位置エネルギーが０．２Ｎ・ｍとなるようにして落下させる操作を３回繰返した後の伝送損失と外観を観測した。
【００４７】
（圧壊試験）
圧力印加の影響を調べるため、ＪＩＳ　Ｃ　６８６１に準拠した方法で、ケーブルの長さ方向１００ｍｍに対して、７Ｎ／ｍｍの荷重を印加した時の伝送損失と外観を観測した。
それぞれ圧力印加後しばらく放置して再度伝送損失を計測したところ、１ｄＢ以下であった。
【表１】
2004029339.tif 000003
【００４８】
【発明の効果】
本発明のプラスチック光ファイバケーブル及びその製造方法によれば、機械的性能を劣化させずに難燃性を付与した被覆層の作成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するための被覆ラインの一実施態様を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施態様としての密着型の被覆を有するプラスチック光ファイバケーブルの断面を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施態様としてのルース型の被覆を有するプラスチック光ファイバケーブルの断面を示す模式図である。
【符号の説明】
１　　素線
２　　空隙
３　　１次被覆
４　　抗張力繊維
５　　線材（テンションメンバ）
６　　２次被覆
７　　緩衝材
８　　押え巻
９　　ラップシース
１０　３次被覆
１１　素線
１２　送出機
１３　冷却装置
１４　被覆装置
１５　ケーブル
１６　水槽
１７　水分除去装置
１８　ローラ
１９　巻取機
【図１】
2004029339.tif 000004
【図２】
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【図３】
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