(57)【要約】【課題】プラスチック光ファイバと密着性が高く、１層で耐油性、耐薬品性に優れた一次被覆層を構成し、車載用等厳しい環境下での使用に耐えるプラスチック光ファイバ一次被覆線を提供する。【解決手段】少なくともポリアミド樹脂とマレイン化ポリオレフィン樹脂からなる樹脂組成物、或いは、少なくともポリアミド樹脂とマレイン化水添ジエン系樹脂とポリオレフィン樹脂からなる樹脂組成物を、最外層にフッ素樹脂層を有するプラスチック光ファイバに一次被覆する。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂からなる芯と、該芯を取り囲む１層以上のフッ素樹脂層とを有するプラスチック光ファイバの外側に、少なくともポリアミド樹脂とマレイン化ポリオレフィン樹脂を構成成分とする樹脂組成物からなる一次被覆層を配置したことを特徴とするプラスチック光ファイバ一次被覆線。
【請求項２】
上記フッ素樹脂層の最外層が、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなるフッ素樹脂層であり、上記ポリアミド樹脂が、ナイロン１２とナイロン１１とナイロン６から選ばれる少なくとも一種である請求項１に記載のプラスチック光ファイバ一次被覆線。
【請求項３】
上記一次被覆層が、マレイン化されていないポリオレフィン樹脂を含む樹脂組成物からなる請求項１または２に記載のプラスチック光ファイバ一次被覆線。
【請求項４】
透明樹脂からなる芯と、該芯を取り囲む１層以上のフッ素樹脂層とを有するプラスチック光ファイバの外側に、少なくともポリアミド樹脂とマレイン化水添ジエン系樹脂とポリオレフィン樹脂を構成成分とする樹脂組成物からなる一次被覆層を配置したことを特徴とするプラスチック光ファイバ一次被覆線。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のプラスチック光ファイバ一次被覆線の外側にさらに、熱可塑性樹脂からなる外層被覆層を配置したことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車内や工場内など厳しい環境下の使用に適したプラスチック光ファイバ一次被覆線及びケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用のプラスチック光ファイバケーブルとしては、芯と鞘層からなるプラスチック光ファイバに直接ナイロン１２からなる一次被覆層を配置し、さらにその外側にソフトナイロンからなる外層被覆層を配置したケーブルが使用されている。ナイロン１２を一次被覆層に用いたプラスチック光ファイバ一次被覆線は、耐熱性に優れ、他の樹脂を用いた場合に比べて耐油性にも優れている。さらに、一次被覆層とプラスチック光ファイバとが強固に密着していることから、一次被覆層とプラスチック光ファイバの突出引っ込みが小さく、当該一次被覆線をコネクタに固定する際、直接プラスチック光ファイバをコネクタに固定させなくても、一次被覆層をコネクタに固定する間接固定が可能である。また、コネクタのフェルール部分を圧着したり、ナイロン製のフェルールと一次被覆層とをレーザー溶接するなど、端末の固定方法が容易であるという利点もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、プラスチック光ファイバをナイロン１２で一次被覆したプラスチック一次被覆線は、耐熱性、耐油性、ファイバと一次被覆層との密着性に優れているが、エチレングリコールが含まれる不凍液やメタノールなどのアルコール類に対する耐薬品性が必ずしも十分とは言えず、高温の不凍液などアルコール類に長期間暴露されると導光性能が低下するという問題があった。
【０００４】
一次被覆層にポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂を使用した場合には、十分な耐薬品性が得られる。しかしながら、ポリオレフィン樹脂はナイロン１２のように、ファイバに対する強固な密着性がないため、コネクタに固定する際に間接固定することができない。
【０００５】
さらに、ナイロン１２からなる被覆層の上にポリオレフィン樹脂からなる被覆層を積層した二層構造とすると、ファイバに対する密着性はナイロン１２層で、耐薬品性はポリオレフィン樹脂層で得ることができるが、ケーブルの製造工程が煩雑になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、１層で耐薬品性とファイバに対する密着性の高い一次被覆層を備えたプラスチック光ファイバ一次被覆線を提供し、該一次被覆線を用いてケーブルを構成することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、透明樹脂からなる芯と、該芯を取り囲む１層以上のフッ素樹脂層とを有するプラスチック光ファイバの外側に、少なくともポリアミド樹脂とマレイン化ポリオレフィン樹脂を構成成分とする樹脂組成物からなる一次被覆層を配置したことを特徴とするプラスチック光ファイバ一次被覆線である。
【０００８】
本発明第一の一次被覆線においては、下記の構成を好ましい態様として含む。
【０００９】
上記フッ素樹脂層の最外層が、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなるフッ素樹脂層であり、上記ポリアミド樹脂が、ナイロン１２とナイロン１１とナイロン６から選ばれる少なくとも一種である。
【００１０】
上記一次被覆層が、マレイン化されていないポリオレフィン樹脂を含む樹脂組成物からなる。
【００１１】
本発明の第二は、透明樹脂からなる芯と、該芯を取り囲む１層以上のフッ素樹脂層とを有するプラスチック光ファイバの外側に、少なくともポリアミド樹脂とマレイン化水添ジエン系樹脂とポリオレフィン樹脂を構成成分とする樹脂組成物からなる一次被覆層を配置したことを特徴とするプラスチック光ファイバ一次被覆線である。
【００１２】
本発明の第三は、上記本発明の第一或いは第二のプラスチック光ファイバ一次被覆線の外側にさらに、熱可塑性樹脂からなる外層被覆層を配置したことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブルである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のプラスチック光ファイバ一次被覆線は、一次被覆層を構成する樹脂材料に特徴を有し、第一は少なくともポリアミド樹脂とマレイン化ポリオレフィン樹脂を構成成分とする樹脂組成物であり、第二は少なくともポリアミド樹脂とマレイン化水添ジエン系樹脂とポリオレフィン樹脂を構成成分とする樹脂組成物である。
【００１４】
本発明においては、一次被覆層用の樹脂組成物にポリアミド樹脂を含有させることにより、ファイバの最外層に位置するフッ素樹脂との密着力や引っ張り弾性率を高めると共に、ガソリンやエンジンオイルなどに対する耐油性を一次被覆線に付与する。また、ポリオレフィン樹脂は耐アルコール性を改善する成分であるが、ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂とを単に混練しただけでは十分に混ざり合わないため、得られる樹脂組成物の機械的強度や耐薬品性が不安定になってしまう。
【００１５】
本発明においては、ポリオレフィン樹脂として、一部無水マレイン酸を付加したマレイン化ポリオレフィン樹脂を用いる（第一発明）か、或いは、マレイン化水添ジエン系樹脂を添加する（第二発明）ことにより、相溶性を高めて、機械的強度及び耐薬品性の安定化を図っている。
【００１６】
以下、本発明の一次被覆線及びケーブルの各部材について説明する。
【００１７】
図１〜図３に、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの断面模式図を示す。図中、１は芯、２ａ〜２ｃはフッ素樹脂層であり、３はプラスチック光ファイバ、４は一次被覆層、５はプラスチック光ファイバ一次被覆線、６は外層被覆層、７はプラスチック光ファイバケーブルである。
【００１８】
本発明の一次被覆線に用いられるプラスチック光ファイバは、透明樹脂からなる芯と、該芯を取り囲む１層以上のフッ素樹脂層からなる。芯を構成する透明樹脂としては、透明性が非常に高く、屈折率の高い樹脂が使用できるが、光の透過率や耐熱性等の観点から、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂が好ましく、特にＰＭＭＡ樹脂が好ましく使用できる。
【００１９】
また、上記芯を取り囲むフッ素樹脂層は、芯を構成する透明樹脂よりも屈折率の低い透明樹脂からなりプラスチック光ファイバ内部の光の反射伝播を担ういわゆる鞘樹脂層としての機能を有することと、プラスチック光ファイバと一次被覆層とを密着させる密着樹脂層としての機能を有することが必要である。そのため、当該フッ素樹脂層が１層の場合には、上記両機能を備えている必要がある。また、２層以上の複層構成とする場合には、最内層のフッ素樹脂層は鞘樹脂層の機能を備え、最外層のフッ素樹脂層は密着樹脂層の機能を備えている必要がある。
【００２０】
図１は、フッ素樹脂層を１層（２ａ）で構成した例であり、図２及び図３は２層構成とした例である。図２及び図３において、最内層のフッ素樹脂層２ｂは少なくとも鞘樹脂層としての機能を備えている。また、図２の最外層のフッ素樹脂層２ａは図１のフッ素樹脂層２ａと同じで、鞘樹脂層と密着樹脂層の両方の機能を備えた例である。さらに、図３の最外層のフッ素樹脂層２ｃは、密着樹脂層の機能のみを備えた例である。
【００２１】
本発明において、鞘樹脂層としての機能を有するフッ素樹脂層２ｂに用いられるフッ素樹脂としては、フルオロアルキルメタクリレートを共重合成分とするフッ化メタクリレート系樹脂やビニリデンフロライド系樹脂が挙げられる。また、鞘樹脂層と密着樹脂層の両方の機能を必要とするフッ素樹脂層２ａに用いられるフッ素樹脂としては、ビニリデンフロライド系樹脂が挙げられ、中でも、ビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペンを主たるモノマー成分とする共重合体が好ましく、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンを主成分とする共重合体が特に好ましい。中でも、ビニリデンフロライドが１５〜６５モル％、テトラフロロエチレンが２５〜７０モル％、ヘキサフロロプロペンが６〜２０モル％のモノマー比率からなる共重合体が好ましく、さらに好ましいモノマー比率はビニリデンフロライドが２５〜６０モル％、テトラフロロエチレンが２８〜６５モル％、ヘキサフロロプロペンが８〜１６モル％である。
【００２２】
尚、上記ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなる共重合体は、上記３成分の組成を満たす範囲内であれば他の成分を付加的に加えることもできる。
【００２３】
本発明に用いられる上記フッ素樹脂の融点は、１００℃以上であることが好ましく、さらに好ましくは１４０℃を超えるものが、一次被覆層を被覆する時の耐熱性の点で好ましい。
【００２４】
本発明において、一次被覆線は前記したように、ポリアミド樹脂とマレイン化ポリオレフィン樹脂を構成成分とする樹脂組成物▲１▼、もしくは、少なくともポリアミド樹脂とマレイン化水添ジエン系樹脂とポリオレフィン樹脂を構成成分とする樹脂組成物▲２▼により構成される。先ず、樹脂組成物▲１▼から説明する。
【００２５】
本発明に用いられるマレイン化ポリオレフィン樹脂としては、ベースとしてポリプロピレンやポリエチレン、或いはエチレン／プロピレン共重合体を用いてマレイン化したものが好ましく用いられる。具体的には、例えば、三井化学社から商品名「アドマー」として販売されているマレイン化ポリオレフィン樹脂が好ましく使用できる。
【００２６】
また、本発明で用いられるポリアミド樹脂としては、ナイロン１２、ナイロン１１、ナイロン６から選択される一種以上が好ましく用いられ、中でもナイロン１２、ナイロン１１が好ましい。
【００２７】
特に、ナイロン１２またはナイロン１１と、マレイン化ポリプロピレンとの組み合わせが好ましく用いられる。
【００２８】
ナイロン１２やナイロン１１はメチレン鎖が長く、ポリオレフィンとの組み合わせでなじみやすい。また、マレイン化ポリプロピレンは樹脂組成物▲１▼の引っ張り弾性率を高めて、一次被覆層をコネクタのフェルールに直接固定することが可能となるため好ましい。引っ張り弾性率の低い一次被覆層をコネクタに直接固定すると、該一次被覆層が簡単に延びてファイバの端末位置がずれてしまう。従って、樹脂組成物▲１▼の引っ張り弾性率は７００ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは１０００ＭＰａ以上である。
【００２９】
本発明に用いられる樹脂組成物▲１▼は、構成成分としてポリアミド樹脂とマレイン化ポリオレフィン樹脂を有していれば良いが、これら以外にも、マレイン化されていないポリオレフィン樹脂を混合しても良い。この時、加えるポリオレフィン樹脂は、マレイン化ポリオレフィン樹脂のベースと同じオレフィン樹脂であることが樹脂組成物▲１▼の相溶性の点から好ましい。
【００３０】
樹脂組成物▲１▼における好ましい樹脂組成は、ポリアミド樹脂をＡ、マレイン化されていないポリオレフィン樹脂をＰ、マレイン化ポリオレフィン樹脂をＭとすると、重量比で、Ｐ／Ａが０／１０〜７／３であり、Ｍ／（Ａ＋Ｐ）が５／９５〜５０／５０である。さらに、耐アルコール性を高めるためには、Ａ／（Ｍ＋Ｐ）が３／７〜８／２である。
【００３１】
次に、樹脂組成物▲２▼について説明する。樹脂組成物▲２▼は、ポリアミド樹脂とマレイン化水添ジエン系樹脂とポリオレフィン樹脂を必須の構成成分とする。ポリアミド樹脂については、上記樹脂組成物▲１▼と同様に、ナイロン１２やナイロン１１、ナイロン６から好ましく選択され、中でもナイロン１２とナイロン１１が好ましく用いられる。また、ポリオレフィン樹脂については、ポリプロピレンやポリエチレン、或いはエチレン／プロピレン共重合体が好ましく用いられ、中でも、樹脂組成物▲１▼と同様の引っ張り弾性率の向上の点からポリプロピレンが好ましく用いられる。尚、樹脂組成物▲２▼についても、引っ張り弾性率は７００ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは１０００ＭＰａ以上である。
【００３２】
さらに、樹脂組成物▲２▼の構成成分であるマレイン化水添ジエン系樹脂としては、マレイン化水添共役ジエン重合体、或いは、マレイン化水添芳香族ビニル／共役ジエンブロックもしくはランダム共重合体などが好適に用いられ、具体的には、共役ジエンとしてはブタジエン、イソプレンが、芳香族ビニルとしてはスチレンやα−メチルスチレンが挙げられる。例えば、旭化成社より商品名「タフテックＭシリーズ」で販売されている樹脂から選択することができる。
【００３３】
本発明に用いられる樹脂組成物▲２▼の好ましい樹脂組成としては、ポリアミド樹脂をＡ、マレイン化水添ジエン系樹脂をＤ、ポリオレフィン樹脂をＰとすると、重量比で、Ｐ／Ａが１／９〜７／３であり、Ｄ／（Ａ＋Ｐ）が５／９５〜５０／５０である。さらに、耐アルコール性を高めるためには、Ａ／（Ｄ＋Ｐ）が３／７〜８／２である。
【００３４】
本発明の一次被覆線においては、上記した樹脂組成物▲１▼或いは▲２▼を用いて一次被覆層を形成することにより、プラスチック光ファイバと一次被覆層とが４０Ｎの引き抜き強度にも耐える密着力を保持し、コネクタへの固定は、フェルールと一次被覆層の固定を行うだけでプラスチック光ファイバが動かないように強固に固定することができる。ここで、上記プラスチック光ファイバ一次被覆線における引き抜き強度とは、プラスチック光ファイバ一次被覆線から３０ｍｍの一次被覆層を残して他の部分の一次被覆層をはぎ取ってプラスチック光ファイバを露出させた状態で、該３０ｍｍの一次被覆層を残した一次被覆線よりプラスチック光ファイバを引き抜く時に要する力をいう。この引き抜き強度は、より好ましくは５０Ｎ以上であり、さらに好ましくは６０Ｎ以上である。
【００３５】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルは、上記した本発明のプラスチック光ファイバ一次被覆線の外側にさらに、熱可塑性樹脂からなる外層被覆層を配置することにより、踏みつけや圧縮加重、摩耗に耐えるように構成したものである。
【００３６】
本発明で用いられる外層被覆用の熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ソフトポリアミド樹脂、ポリオレフィンエラストマー樹脂、ポリエチレン樹脂、重合型ＴＰＯタイプのポリプロピレン樹脂、プロピレン−αオレフィン共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステルエラストマー樹脂などが好ましく用いられ、さらにこれらの樹脂に難燃剤を加えて難燃性を高めて使用することがより好ましい。
【００３７】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルは、芯の直径が０．９〜１．０ｍｍ程度、フッ素樹脂層を含めたプラスチック光ファイバの外径が０．９５〜１．１ｍｍ程度、プラスチック光ファイバ一次被覆線の外径が１．２〜１．８ｍｍ程度、ケーブル全体の外径が１．５〜４．０ｍｍ程度である。
【００３８】
尚、従来使用されている車載用プラスチック光ファイバケーブルは、例えば、プラスチック光ファイバの外径が１．０ｍｍ、プラスチック光ファイバ一次被覆線の外径が１．５ｍｍ、ケーブル全体の外径が２．３ｍｍである。
【００３９】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルは、コネクタに固定する際に、一次被覆層とフェルールとを固定するのに適しており、よって、外層被覆層のみを剥離すれば良い。一次被覆層とフェルールとの固定方法としては、フェルールを部分的に押しつぶして固定する方法、フェルールの側面からプラスチック光ファイバ一次被覆線の一次被覆線に止め具を噛みつかせて固定する方法、接着剤で固定する方法、プラスチック光ファイバ一次被覆線先端面を熱板に押し当て一次被覆層と共にプラスチック光ファイバをＴ字状に先端成型する方法、フェルールと一次被覆層の樹脂をレーザー溶接する方法など多数の方法が採用できる。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
ナトリウムＤ線における２３℃の屈折率が１．４９２のＰＭＭＡ樹脂を芯樹脂とし、フッ素樹脂層は２層構成として、屈折率１．４１０のフッ化メタクリレート系樹脂を１層目の鞘樹脂とし、ビニリデンフロライド４０モル％、テトラフロロエチレン４８モル％、ヘキサフロロプロペン１２モル％からなる屈折率が１．３６で融点が１５５℃の３元共重合体を２層目の鞘樹脂とした。複合紡糸により、芯の直径が０．９６ｍｍ、１層目のフッ素樹脂層の外径が０．９８ｍｍ、２層目のフッ素樹脂層の外径が１．００ｍｍのプラスチック光ファイバを得た。
【００４１】
７０重量部のナイロン１２と、３０重量部のマレイン化ポリプロピレン（三井化学社製「ＱＦ５５１」）を二軸押出機で混練し、ペレタイズした樹脂組成物をクロスヘッドダイ付き押出機で２２０℃で押し出して上記プラスチック光ファイバに被覆し、外径が１．５ｍｍのプラスチック光ファイバ一次被覆線を得た。上記樹脂組成物の引っ張り弾性率（ＩＳＯ５２７）は１０５０ＭＰａであった。
【００４２】
得られたプラスチック光ファイバ一次被覆線について、波長６５０ｎｍ、ＬＮＡ０．１５の光に対して、５２ｍと２ｍのカットバック測定により、伝送損失を測定した。
【００４３】
また、上記プラスチック光ファイバ一次被覆線の一次被覆層を３０ｍｍを残して他の部分を除去し、直径１．１ｍｍの孔を通して一次被覆層の引き抜き強度を測定した。
【００４４】
さらに、上記プラスチック光ファイバ一次被覆線を３ｍ用い、その中央部の１ｍを６０℃のエチレングリコールの５０％水溶液中に１０００時間浸漬した後、波長６５０ｎｍのＬＥＤ光による光パワー変化を測定し、耐薬品性を評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
（実施例２）
実施例１と同じ芯樹脂と、鞘樹脂として、ビニリデンフロライド４０モル％、テトラフロロエチレン４８モル％、ヘキサフロロプロペン１２モル％からなる屈折率が１．３６で融点が１５５℃の３元共重合体を用い、芯の直径が０．９６ｍｍ、鞘樹脂層の外径が１．０ｍｍのプラスチック光ファイバを得た。
【００４６】
４５重量部のナイロン１２と、５重量部のマレイン化水添ジエン系樹脂（旭化成社製「タフテックＭ１９１３」）と、５０重量部のポリプロピレン樹脂とを二軸押出機で混練し、ペレタイズした樹脂組成物をクロスヘッドダイ付き押出機で２４０℃で押し出して上記プラスチック光ファイバに被覆し、外径が１．５ｍｍのプラスチック光ファイバ一次被覆線を得た。上記樹脂組成物の引っ張り弾性率（ＩＳＯ５２７）は１２００ＭＰａであった。
【００４７】
得られたプラスチック光ファイバ一次被覆線について、実施例１と同様に伝送損失、引き抜き強度、耐薬品性を評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
（実施例３）
５０重量部のナイロン１２と、１０重量部のマレイン化ポリプロピレン（三井化学社製「ＱＦ５５１」）と、５０重量部のポリプロピレン樹脂とを二軸押出機で混練し、ペレタイズした樹脂組成物をクロスヘッドダイ付き押出機で２４０℃で押し出して実施例２と同じプラスチック光ファイバに被覆し、外径が１．５ｍｍのプラスチック光ファイバ一次被覆線を得た。上記樹脂組成物の引っ張り弾性率（ＩＳＯ５２７）は１１６０ＭＰａであった。
【００４９】
得られたプラスチック光ファイバ一次被覆線について、実施例１と同様に伝送損失、引き抜き強度、耐薬品性を評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
（比較例１）
一次被覆層の樹脂として、引っ張り弾性率が１４００ＭＰａのナイロン１２を用いた以外は実施例１と同様にしてプラスチック光ファイバ一次被覆線を作製し、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2004037979.tif 000002
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来のナイロン１２を一次被覆した場合に比べて、大幅に引き抜き強度を低下させることなく、エチレングリコールが含まれる不凍液やメタノールなどアルコール類に対する耐薬品性の向上を図り、車載用等厳しい環境下においても長期間安定した使用が可能なプラスチック光ファイバ一次被覆線及びケーブルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチック光ファイバケーブルの一実施形態の断面模式図である。
【図２】本発明のプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面模式図である。
【図３】本発明のプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面模式図である。
【符号の説明】
１　芯
２ａ〜２ｃ　フッ素樹脂層
３　プラスチック光ファイバ
４　一次被覆層
５　プラスチック光ファイバ一次被覆線
６　外層被覆層
７　プラスチック光ファイバケーブル
【図１】
2004037979.tif 000003
【図２】
2004037979.tif 000004
【図３】
2004037979.tif 000005