(57)【要約】【課題】  耐薬品性に富んだ多芯プラスチック光ファイバ素線を提供する。【解決手段】  複数本の芯繊維１を鞘樹脂２で取り囲んでなる２層海島構造体、或いは、芯繊維１を鞘樹脂２で被覆した複数本の被覆繊維を海樹脂３で取り囲んでなる３層海島構造体、のいずれかである多芯プラスチック光ファイバ裸線を、該裸線の外径の１．５〜１０倍の内径を有するニップル中を通過させながら、溶融させた含フッ素ポリオレフィン樹脂をチュービング方式で厚さ２〜５０μｍになるように被覆して被覆樹脂層４を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる７〜１００００本の芯繊維と、該芯繊維を個別に取り囲む透明フッ素樹脂からなる鞘樹脂とからなり、断面において、芯繊維の島の周囲を鞘樹脂の海で取り囲んだ２層海島構造体、或いは、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる芯繊維の周囲を透明フッ素樹脂からなる鞘樹脂で被覆した７〜１００００本の被覆繊維と、該被覆繊維を個別に取り囲むビニリデンフロライド系樹脂からなる海樹脂とからなり、断面において、被覆繊維の島の周囲を海樹脂の海で取り囲んだ３層海島構造体を呈し、該断面が円形である多芯プラスチック光ファイバ裸線の外側に、該裸線に接して、融点が２５０〜３２０℃の含フッ素ポリオレフィン樹脂からなる厚さ２〜５０μｍの被覆樹脂層を有していることを特徴とする多芯プラスチック光ファイバ素線。
【請求項２】
上記鞘樹脂または上記海樹脂の少なくとも一方が、テトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドを合計で９０モル％以上含有する共重合体であって、該共重合体における各モノマー成分の含有量が、テトラフロロエチレンが２０〜７２モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２５％、ビニリデンフロライドが２０〜７２モル％である請求項１に記載の多芯プラスチック光ファイバ素線。
【請求項３】
上記テトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドを含有する共重合体の融点が１４０℃以上である請求項２に記載の多芯プラスチック光ファイバ素線。
【請求項４】
上記含フッ素ポリオレフィン樹脂が、融点が２９０〜３２０℃のテトラフロロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である請求項１〜３のいずれかに記載の多芯プラスチック光ファイバ素線。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の多芯プラスチック光ファイバ素線の製造方法であって、多芯プラスチック光ファイバ裸線の外径の１．５〜１０倍の内径を有するニップルの中を、該裸線を通過させつつ、溶融させた含フッ素ポリオレフィン樹脂をチュービング方式で２〜５０μｍの厚みになるように被覆する工程を有することを特徴とする多芯プラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【請求項６】
上記ニップルが、先端部分に、断面において中央の空間に対して同心円状の断熱部を有する請求項５に記載の多芯プラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用配線、ＦＡ機器配線、光電スイッチ用ファイバやファイバスコープなどで、油脂類やワックスや潤滑剤、可塑剤、石油類、溶剤、滅菌薬品などの薬品との接触の可能性のあるところでも使用することができる多芯プラスチック光ファイバ素線に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、多芯プラスチック光ファイバ裸線は、物理的あるいは化学的な損傷を防止するために該裸線の外側に厚さが５０μｍ〜１．０ｍｍ程度の保護被覆を設けた多芯プラスチック光ファイバケーブルとして使用されている。
【０００３】
特に、耐熱性に優れた多芯プラスチック光ファイバケーブルとしては、芯をポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）系樹脂とし、鞘樹脂を融点が１３５℃以上のビニリデンフロライド系樹脂とする多芯プラスチック光ファイバ裸線の上に、ショアＤ硬度が６０以上であるビニリデンフロライドを主体とした樹脂組成物からなる保護被覆を設けた多芯プラスチック光ファイバケーブルが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１の実施例においては、該樹脂組成物としてビニリデンフロライドとクロロトリフロロエチレンの重合体で２３℃におけるショアＤ硬度が７０の樹脂が記載されている。
【０００４】
多芯プラスチック光ファイバを、車載用配線、ＦＡ機器配線、家庭内機器配線、または光電スイッチ用ファイバもしくは工業検査用や医療検査用ファイバスコープ等として使用する場合、該多芯プラスチック光ファイバの周りには、様々な化学物質を含む部材が配置され、接触しうる。そのため、不用意に配線を行うと、該化学物質によって多芯プラスチック光ファイバの劣化が生じ、伝送損失が大きくなったり、断線に至ったりする障害を受ける事がある。
【０００５】
多芯プラスチック光ファイバに影響を及ぼしうる化学物質としては、アルコール類や塩化ビニル樹脂の可塑剤などが知られているが、その他にも、油脂類、ワックス、潤滑剤、可塑剤、石油類、溶剤、滅菌薬などの化学物質については注意が必要である。そのため、上述のような用途においては、多芯プラスチック光ファイバを使用する前に該多芯プラスチック光ファイバが接触する可能性のある全ての化学物質との適合性を評価する必要があり、この評価作業は利用者の大きな負担となっている。
【０００６】
特に、医療検査用途のファイバスコープにおいては、多芯プラスチック光ファイバ裸線の上に厚い保護被覆を施した多芯プラスチック光ファイバケーブルでは適用範囲に制限を受けるが、滅菌処理、消毒処理のために、エタノールやエチレンオキサイド処理をしても、十分な耐薬品性を有する多芯プラスチック光ファイバ素線を提供することができれば、適用範囲を拡大できるものと考えられる。
【０００７】
【特許文献１】特許第３１１０８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は耐薬品性を向上させた多芯プラスチック光ファイバ素線、及びその製造方法を提供する事を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、耐薬品性のより優れた多芯プラスチック光ファイバ素線を得るため、フッ素樹脂の中でもビニリデンフロライド系樹脂より耐薬品性に優れていると言われている、融点が２５０〜３２０℃の含フッ素ポリオレフィン樹脂（以下、「高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂」と記す。）、例えば、融点が２９０〜３２０℃のテトラフロロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、融点が２６０〜２８０℃のテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとの共重合体、あるいは融点が２５０〜２７０℃のテトラフロロエチレンとエチレンとの共重合体などを多芯プラスチック光ファイバ裸線に被覆することに思い至った。
【００１０】
しかしながら、これらの高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を多芯プラスチック光ファイバ裸線に被覆樹脂層として直接被覆するには、高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を、成形可能な温度である３２０℃〜３９０℃程度まで昇温しなければならない。そのため、従来多芯プラスチック光ファイバ裸線への保護被覆で行なっていたような被覆方法では、裸線の外周部が熱損傷してしまうという問題があった。
【００１１】
本発明者等が、鋭意検討した結果、通常多芯プラスチック光ファイバの保護被覆に用いる条件とは大きく異なる特殊な条件の製造方法を用いることにより、高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を多芯プラスチック光ファイバ裸線上に、外周部を熱損傷することなく被覆することが可能となり、その結果得られた多芯プラスチック光ファイバ素線が好ましい耐薬品性を実際に発現することを見い出し、本発明を完成した。
【００１２】
即ち、本発明は以下の多芯プラスチック光ファイバ素線及びその製造方法を提供するものである。
【００１３】
本発明の第一は、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる７〜１００００本の芯繊維と、該芯繊維を個別に取り囲む透明フッ素樹脂からなる鞘樹脂とからなり、断面において、芯繊維の島の周囲を鞘樹脂の海で取り囲んだ２層海島構造体、或いは、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる芯繊維の周囲を透明フッ素樹脂からなる鞘樹脂で被覆した７〜１００００本の被覆繊維と、該被覆繊維を個別に取り囲むビニリデンフロライド系樹脂からなる海樹脂とからなり、断面において、被覆繊維の島の周囲を海樹脂の海で取り囲んだ３層海島構造体を呈し、該断面が円形である多芯プラスチック光ファイバ裸線の外側に、該裸線に接して、融点が２５０〜３２０℃の含フッ素ポリオレフィン樹脂からなる厚さ２〜５０μｍの被覆樹脂層を有していることを特徴とする多芯プラスチック光ファイバ素線である。
【００１４】
上記本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線においては、下記の構成を好ましい態様として含む。
【００１５】
上記鞘樹脂または上記海樹脂の少なくとも一方が、テトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドを合計で９０モル％以上含有する共重合体であって、該共重合体における各モノマー成分の含有量が、テトラフロロエチレンが２０〜７２モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２５％、ビニリデンフロライドが２０〜７２モル％である。特に、該テトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドを含有する共重合体の融点が１４０℃以上である。
【００１６】
上記含フッ素ポリオレフィン樹脂が、融点が２９０〜３２０℃のテトラフロロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である。
【００１７】
また、本発明の第二は、上記本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線の製造方法であって、多芯プラスチック光ファイバ裸線の外径の１．５〜１０倍の内径を有するニップルの中を、該裸線を通過させつつ、溶融させた含フッ素ポリオレフィン樹脂をチュービング方式で２〜５０μｍの厚みになるように被覆する工程を有することを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線の製造方法においては、上記ニップルが、先端部分に、断面において中央の空間に対して同心円状の断熱部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、耐薬品性に富んだ被覆樹脂層を備えた多芯プラスチック光ファイバ素線が提供される。よって、従来、多芯プラスチック光ファイバの適用が困難であった用途にも、好ましく適用される。具体的には、油脂類、ワックス、潤滑剤、可塑剤、石油類、溶剤または減菌薬品などの薬品との接触の可能性のある、車載用配線、ＦＡ機器配線、家庭内機器配線、または光電スイッチ用ファイバもしくは工業検査用や医療検査用ファイバスコープとして、好適に利用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に、本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線の構成例の断面図を示す。本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線は、断面において、図１（ａ）に示すように、複数本の芯繊維１の島を個別に鞘樹脂２の海で取り囲んだ２層海島構造体、または、図１（ｂ）に示すように、芯繊維１を直接同心円状に鞘樹脂２で被覆した複数本の被覆繊維からなる島と、該島を個別に取り囲む海樹脂３の海とを有する３層島構造体であって、その断面が円形である多芯プラスチック光ファイバ裸線の外側に、該多芯プラスチック光ファイバ裸線に接して２〜５０μｍの厚さの被覆樹脂層４を有している。
【００２１】
本発明において、芯繊維１を構成する芯樹脂はＰＭＭＡ系樹脂であり、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）の単独重合体であるＰＭＭＡ樹脂、あるいは、ＭＭＡ成分を８０質量％以上含有する共重合体のいずれかを意味する。個々の芯繊維１の直径は５〜３００μｍであることが好ましい。また、芯繊維１、或いは芯繊維１及び鞘樹脂２からなる被覆繊維の本数は７〜１００００本が好ましい。
【００２２】
また、本発明にかかる多芯プラスチック光ファイバ裸線の鞘樹脂２は、芯繊維のＰＭＭＡ系樹脂より屈折率が低い透明フッ素樹脂である。該透明フッ素樹脂としては、フッ化メタクリレート系重合体やビニリデンフロライド系樹脂が挙げられるが、裸線が前述した２層海島構造体の場合は、鞘樹脂２は、ビニリデンフロライド系樹脂が好ましい。２層海島構造体の場合の鞘樹脂２は、光学的に鞘層としての機能を有するとともに、多芯プラスチック光ファイバの芯繊維１がばらけたり、腰砕け状に折れ曲がったりすることを防ぐ機能を有する必要があるが、鞘樹脂２として可撓性を有するビニリデンフロライド系樹脂を用いた場合には、芯繊維１がばらけることなく、高温での被覆に耐えやすいからである。
【００２３】
上記フッ化メタクリレート系重合体とは、フルオロアルキルメタクリレートとフルオロアルキルアクリレートや、α−フロロアルキルアクリレートなどのフッ素を含有するアクリレートモノマーないしはメタクリレートモノマーと、メチルメタクリレートなどの共重合可能な炭化水素系のモノマーとの共重合体のことである。
【００２４】
また、ビニリデンフロライド系樹脂とは、ビニリデンフロライドの単独重合体、あるいは少なくともビニリデンフロライドと、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロペン、トリフロロエチレン、ヘキサフロロアセトン、パーフロロアルキルビニルエーテル、クロロトリフロロエチレン、エチレン、プロピレンからなる群から選択される少なくとも一種類以上のモノマーとの共重合体、あるいは、これらのビニリデンフロライド成分を含む重合体とＰＭＭＡ樹脂とのアロイなどをいう。
【００２５】
一方、本発明にかかる多芯プラスチック光ファイバ裸線が前述した３層海島構造体である場合は、鞘樹脂２としては、前述したフッ化メタクリレート系重合体やビニリデンフロライド系樹脂のいずれでも使用できる。また、３層海島構造体の場合、海樹脂３には、被覆繊維がばらけたり、腰砕け状に折れ曲がったりすることを防ぐ機能が要求されるので、ビニリデンフロライド系樹脂であることが好ましい。さらに、必要に応じて、該海樹脂３として、透明性を有し、鞘樹脂２よりも屈折率の低いものを選定することによって、第２鞘層とし、曲げによる光ロスを低減させるなどの効果を上げることができる。
【００２６】
これらの鞘樹脂２、あるいは３層海島構造体における海樹脂３として使用されるビニリデンフロライド系樹脂の中で、特に好ましい樹脂は、少なくともテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドを含有する共重合体で、テトラフロロエチレン成分が２０〜７２モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２５モル％、ビニリデンフロライド成分が２０〜７２モル％のものでである。当該共重合体は、高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂被覆時の熱損傷が少ないことと、本質的にＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）などの可塑剤に対して断線が起こりにくいという特長があるので好ましい。そして、最も好ましいのは、融点が１４０℃以上であるテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドを主成分とする共重合体である。これらは高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を被覆する時の熱損傷がさらに小さく、且つ共重合体自体の耐薬品性にも優れているからである。
【００２７】
尚、少なくともテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドを含有する共重合体とは、テトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドの３成分だけの共重合体は勿論のこと、これらの３成分共重合体の持つ本質的な特長を有する範囲で、さらに第４成分以上のモノマーを含んでいても良く、その場合には、テトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとビニリデンフロライドを合計で９０モル％以上含有することが好ましい。
【００２８】
上記多芯プラスチック光ファイバ裸線の外径は０．４〜３．０ｍｍの範囲内が好ましく、０．５〜２．０ｍｍの範囲内がより好ましい。該多芯プラスチック光ファイバ裸線の断面積内に占める芯繊維１の断面積の割合は、６０〜９５％が好ましい。
【００２９】
本発明における多芯プラスチック光ファイバ裸線は複合紡糸によって製造する。複合紡糸とは、溶融した芯樹脂と溶融した鞘樹脂２（３層海島構造体の場合は、さらに溶融した海樹脂３を追加する。）を複合紡糸ダイに導入して、一気に円形断面の前述の多芯プラスチック光ファイバ裸線に成型する方法である。
【００３０】
複合紡糸ダイからとり出されたファイバは、延伸熱処理を経て冷却されることによって、機械的強度と熱収縮の規制された多芯プラスチック光ファイバ裸線となる。該多芯プラスチック光ファイバ裸線の破断伸び率は５０％以上になって、非常に可撓性のあるものである。
【００３１】
本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線は、上述した多芯プラスチック光ファイバ裸線に、クロスヘッドダイを通して、融点が２５０〜３２０℃の高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を溶融させて、２〜５０μｍに被覆したものである。
【００３２】
前記したように、従来、芯樹脂をＰＭＭＡ系樹脂とする多芯プラスチック光ファイバ裸線に、このような高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を直接溶融被覆した場合、ＰＭＭＡ系樹脂の処理可能な温度よりはるかに高い温度で溶融した高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂によって裸線の外周部が熱損傷するため、当該樹脂による被覆は行われていなかった。
【００３３】
また、高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を薄く被覆する方法として、多芯プラスチック光ファイバ裸線の製法として前述した複合紡糸を行おうとすると、全ての樹脂を高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂の溶融成型温度である３２０〜３８０℃程度で処理しなければならない。しかしながら、この処理温度は芯樹脂であるＰＭＭＡ系樹脂の熱分解が許容できる成型温度である３００℃を超えるので、ＰＭＭＡ系樹脂が発泡したり残存モノマー濃度が高くなるという問題が発生して、採用することができなかった。
【００３４】
そこで、本発明者等は、多芯プラスチック光ファイバ裸線を先ず製造し、後付けで高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を被覆する方法を検討した。そして、ニップルに多芯プラスチック光ファイバ裸線を通し、クロスヘッドダイから高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂をプレッシャー方式やチュービング方式によって供給して被覆することを試みたが、高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂で被覆可能な温度では多芯プラスチック光ファイバ裸線が糸切れして被覆することができなかった。
【００３５】
本発明者等は、多芯プラスチック光ファイバ裸線の上に直接高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂を被覆すべく鋭意検討した結果、いくつかの要件を組み合わせることによりそれを可能とした。それらの要件を順次説明する。
【００３６】
第１に、被覆条件として、ニップルの内径を十分大きくすることが必要であり、そのために、ダイ、ニップルの組み合わせによって決まる引き落とし倍率を十分に高くする。
【００３７】
図２は、本発明の製造方法を説明するための概略断面図である。図２において、５はダイ、６はニップル、７は断熱部、８は多芯プラスチック光ファイバ裸線、９は被覆樹脂、１０は多芯プラスチック光ファイバ素線である。
【００３８】
本発明の製造方法では、被覆樹脂の被覆工程にニップル６の先端部をダイ５の中にチューブ状に挿入した形で成型するチュービング方式を使い、引き落とし倍率を１００倍から２０００倍程度に大きく取ることが好ましく、特に好ましくはニップル６の先端部の外径を大きくして引き落とし倍率を２００倍から１０００倍程度にする。
【００３９】
ここで引き落とし倍率とは、下記（１）式のＦにより定義される。
Ｆ＝（ｄD2−ｄT2）／（ｄJ2−ｄP2）    ：（１）式
（ｄDはダイ５の穴の内径、ｄTはニップル６の先端部の外径、ｄJは多芯プラスチック光ファイバ素線８の外径、ｄPは多芯プラスチック光ファイバ裸線１０の直径である。）
【００４０】
従来の多芯プラスチック光ファイバ裸線の被覆においては、裸線の偏芯による被覆樹脂層の厚みばらつきを防ぐために、好ましいニップル内径は該裸線の外径より少々大きい１．２倍程度に設定されるものであった。しかしながら、本発明においては、ニップル６の内径は、多芯プラスチック光ファイバ裸線８の外径の１．５〜１０倍であり、好ましくは２〜５倍である。ニップル６の内径が多芯プラスチック光ファイバ裸線８の外径の１．５倍未満では、該多芯プラスチック光ファイバ裸線８がニップル６の中を通るときにニップル６内壁に接触して糸切れを起こす可能性があるので好ましくない。また、１０倍より大きい場合は、溶融した被覆樹脂９が過度に冷却され被覆が困難になるので好ましくない。
【００４１】
本発明においては、多芯プラスチック光ファイバ裸線８を非常に高温のニップル６の中を通過させる必要があるので、該裸線８にかかる張力の影響が非常に大きい。裸線８を大きな内径のニップル６の中央部に揺らぎ無く通過させるには、該裸線８にかける張力を強くしてピンと張ればよいが、それでは裸線８は伸びてしまう。逆に、裸線８にかける張力が弱いと、ニップル６内の裸線８の位置が揺らぎ、伝送損失の増加や線径の不安定さを引き起こすという問題がある。裸線８を安定に引き取ることのみならず、被覆樹脂９による張力変動を小さくする必要から、温度変化に対して比較的安定な流動特性を有する含フッ素ポリオレフィン樹脂を、被覆樹脂層の厚みとして２〜５０μｍと薄く被覆することによって、本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線１０を製造することができる。
【００４２】
本発明において、さらに好ましいニップル構造は、図２に示すように、ニップル６先端部に、断面において中央の空間に対して同心円状の断熱部７を設ける。断熱部７としては、具体的には空洞部とするか、或いは、ガラス繊維や炭素繊維などのニップル６を構成する金属に比して熱伝導率の低い材料が部分充填されているかによって、ニップル６に高温の溶融樹脂８の熱が効率的に伝わらないように工夫したものである。該ニップル構造を採用することで、ニップル６から多芯プラスチック光ファイバ裸線８への熱輻射が抑えられるので、銅線などとは異なり高温雰囲気で腰の無くなる該裸線８をより安定化させることができる。
【００４３】
第２に、上述のような高い引き落とし倍率での被覆を可能にするためには、被覆樹脂の成型性の面での選定も重要である。従来の多芯プラスチック光ファイバ裸線の被覆では、大きな引き落とし倍率を有する外径の大きなニップルを用いて被覆する事例は知られていなかった。
【００４４】
本発明において、多芯プラスチック光ファイバ裸線の被覆に使用される高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂の選定の要件は耐薬品性と成型性である。
【００４５】
耐薬品性について言えば、多方面の薬品に対し最も高い耐薬品性を示すのは融点が２９０〜３２０℃のテトラフロロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体であり、それに次いでは、融点が２６０〜２８０℃のテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとの共重合体である。
【００４６】
これらの二つの共重合体に比べて、ＤＯＰなど芳香族溶剤に対する耐薬品性には劣るものの、ビニリデンフロライド樹脂等のその他の含フッ素ポリオレフィン樹脂に比べれば格段に優れた耐薬品性を示すのが、融点が２５０〜２７０℃のテトラフロロエチレンとエチレンとの共重合体であり、これらの３種類の共重合体が本発明で使用可能な高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂である。
【００４７】
次いで、成型性について言えば、特に本発明では高い引き落とし倍率で被覆樹脂を引き落としながら裸線を被覆し、且つ裸線に影響を与えないためには、被覆樹脂がひじょうに流動性に優れている事が必要である。その点で、融点が２９０〜３２０℃のテトラフロロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体は成型温度は３５０〜３９０℃と高温であるが、流動性が非常に優れているので好ましい。
【００４８】
融点が２６０〜２８０℃のテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンとの共重合体は、成型温度は３４０℃〜３８０℃であるが、樹脂の温度に対する流動性が変化しやすく、成型しづらいのが難点である。融点が２５０〜２７０℃のテトラフロロエチレンとエチレンとの共重合体は成型温度が３２０℃〜３４０℃と低く、樹脂の流動性も安定しているので、成型性は好ましい。上述した耐薬品性と成型性とを総合的に考え、これらの３種類の樹脂の中で最も優れているのは、融点が２９０〜３２０℃のテトラフロロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である。
【００４９】
本発明における多芯プラスチック光ファイバ裸線の芯繊維はＰＭＭＡ系樹脂でできているため、高融点含フッ素ポリオレフィン樹脂の溶融成型温度である３２０〜３８０℃の雰囲気では該裸線がやわらかくなり、小さな張力で伸びてしまうため被覆が非常に困難であるが、本発明においては、被覆樹脂層の厚さを十分小さくすることによってこれを解決した。即ち、本発明において被覆樹脂層の厚さは２〜５０μｍである。被覆樹脂層の厚さが５０μｍを超えると、熱容量が大きくなりすぎ、高温の被覆樹脂が裸線に接触したとき、裸線の鞘樹脂層或いは海樹脂層の構造に不整がでて伝送損失が大きくなる恐れがある。また、引き落とし倍率が大きいため、分厚い被覆樹脂が引き落とされる時に張力がかかり、裸線が伸びてしまうため好ましくない。一方被覆樹脂層の厚さが２μｍ未満であると耐薬品性に対する効果が小さくなる。好ましい厚さは７〜３０μｍである。
【００５０】
本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線は、単独でも耐薬品性に優れたプラスチック光ファイバとして使用し得る事が大きな特長であり、特に狭い空間に多芯プラスチック光ファイバを効率的に配置するのに適している。しかしながら、空間スペースが許せば、一般的なひっかき傷や踏みつけ損傷から内部を守り、小さな傷が起因となる集中的な薬品等の侵入などを防ぐために、その外側に肉厚の熱可塑性樹脂（以下、「外被覆樹脂」という。）で被覆したプラスチック光ファイバケーブルとすることがより好ましい。このための外被覆樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン１２やナイロン１１やナイロン６−１２、ソフトナイロンと呼ばれるポリエーテルポリアミド樹脂、ポリエーテルエステルポリアミド樹脂、ビニリデンフロライド系樹脂などを被覆することができる。
【００５１】
本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線は、色々な薬品類に対しても総合的に耐薬品性に優れた特長を発揮するのが特長であり、使用環境によっては、外被覆樹脂を用いたプラスチック光ファイバケーブルとすることで、相乗的な効果を発揮する。例えば自動車用途の場合では、ナイロン１２の外被覆樹脂を付与すると、耐熱性と機械強度を向上させ、耐ガソリン性、耐機械油性の面で特に好ましい。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
【００５３】
尚、伝送損失値の測定は特に方法の記載のない限り、波長６５０ｎｍの光源を用いて、入射開口数０．１５、ファイバ長５２ｍ−２ｍまたは５０ｍ−２ｍのカットバック法で行った。また、破断強度及び破断伸び率の測定は、チャック間距離１００ｍｍ、引っ張り速度１００ｍｍ／分の条件で室温下で評価した。
【００５４】
［実施例１］
芯樹脂として、屈折率が１．４９２のＰＭＭＡ樹脂であってメルトフローインデックスが２３０℃、荷重３．８ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍの条件で、２．５ｇ／１０分であるものを用いた。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％からなる共重合体であって、ショアＤ硬度が５２であり、２３０℃、３．８Ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが７ｇ／１０分、屈折率が１．３６で、融点１５５℃の樹脂を用いた。さらに、３層海島構造体の海樹脂として、ビニリデンフロライド８０モル％、テトラフロロエチレン２０モル％からなる共重合体であって、ショアＤ硬度が６０の樹脂を用いた。これらの樹脂を溶融状態で、２５０℃の温度に調節した、３７本の芯繊維が円状に配置されるようにした３層複合紡糸ダイスに導入し、芯繊維の平均直径１５０μｍ、被覆繊維の平均外径１５６μｍで、直径１．００ｍｍの多芯プラスチック光ファイバ裸線を得た。この裸線の伝送損失は１５６ｄＢ／ｋｍであった。
【００５５】
次いで、該多芯プラスチック光ファイバ裸線に、テトラフロロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体（ダイキン工業株式会社製、商品名「ネオフロンＰＦＡ樹脂ＡＰ−２０１」、融点３００〜３１０℃）を被覆樹脂として、ニップルとダイからなるクロスヘッドダイつきの押出機で被覆した。
【００５６】
クロスヘッドダイの構造は、ダイの穴の内径が１０ｍｍ、ニップルの先端部の外径が９．６ｍｍ、ニップルの先端部の内径を２ｍｍとした。そして、ニップル先端部に直径方向の幅が０．５ｍｍの空洞部を設けた。引き落とし倍率は２５０倍である。押し出し機先端の樹脂温度は３８０℃とし、このニップルに上述の多芯プラスチック光ファイバ裸線を、５０ｍ／分の速度で通過させ、該多芯プラスチック光ファイバ裸線の上に被覆樹脂層の厚みが８μｍになるように被覆した多芯プラスチック光ファイバ素線を得た。
【００５７】
得られた多芯プラスチック光ファイバ素線の伝送損失は６５０ｎｍにて１５６ｄＢ／ｋｍであり、多芯プラスチック光ファイバ裸線から殆ど変化は無かった。
【００５８】
次に本プラスチック光ファイバ素線を３ｍとり、その中間部分０．８ｍ分を２０℃のエタノール中に４００時間浸漬した。この間の光パワーは、６５０ｎｍの標準のＬＥＤを用いて測定し、初期値が−１４．５ｄＢｍであったものが４００時間後には−１１．７ｄＢｍで殆ど変化が無かった。また、浸漬後の破断伸び率は５０〜９０％であり問題の無いことがわかった。同様に本プラスチック光ファイバ素線を６０℃のＤＯＰの中に４００時間浸漬したところ、光パワー値は初期値が−１４．６ｄＢｍであり、４００時間後は−１４．５ｄＢｍで劣化していないことが判明した。また、浸漬後の破断伸びは６０〜１００％であり問題ないことが判明した。
【００５９】
［実施例２］
実施例１と同じ多芯プラスチック光ファイバ裸線と被覆樹脂を用い、ニップルの先端部の外径を９．０ｍｍ、引き落とし倍率を２３０倍、被覆樹脂層の厚みを２０μｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、多芯プラスチック光ファイバ素線を得た。得られた多芯プラスチック光ファイバ素線の伝送損失は６５０ｎｍにて１７０ｄＢ／ｋｍであり、多芯プラスチック光ファイバ裸線から殆ど変化が無かった。
【００６０】
次に本多芯プラスチック光ファイバ素線を３０ｃｍとり、中点をＵ字形に折り曲げ、内径１５ｍｍ、深さ１０ｃｍのアセトン入りの試験管の中に挿入し、２時間放置して取り出したが、本多芯プラスチック光ファイバ素線の外観や機械強度や導光性には全く異常が無かった。
【００６１】
［比較例１］
実施例１及び実施例２の多芯プラスチック光ファイバ裸線を３０ｃｍとり、中点をＵ字形に折り曲げ、内径１５ｍｍ深さ１０ｃｍのアセトン入りの試験管の中に挿入した。挿入して、１分後には多芯プラスチック光ファイバは折り曲げ点で、一部断線し裂けた。
【００６２】
［実施例３］
芯樹脂として、屈折率が１．４９２のＰＭＭＡ樹脂であってメルトフローインデックスが２３０℃、荷重３．８ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍの条件で、２．５ｇ／１０分であるものを用いた。鞘樹脂として、ビニリデンフロライド８０モル％、テトラフロロエチレン２０モル％からなる共重合体であって、２３０℃、３．８ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが４０ｇ／１０分、屈折率が１．４０の樹脂を用いた。これらの樹脂を溶融状態で３５００本の芯繊維が円状に配置されるようにした２層複合紡糸ダイスに導入し、芯繊維の平均直径７μｍ、直径０．５ｍｍの多芯プラスチック光ファイバ裸線を得た。この多芯プラスチック光ファイバ裸線の伝送損失は６００ｄＢ／ｋｍであった。
【００６３】
次いで、該多芯プラスチック光ファイバ裸線に、実施例１で用いた被覆樹脂をニップルとダイからなるクロスヘッドダイつきの押出機で被覆した。
【００６４】
クロスヘッドダイの構造は、ダイの穴の内径が７ｍｍ、ニップルの先端部の外径が６．５ｍｍ、ニップルの先端部の内径を３ｍｍとした。引き落とし倍率は４４０倍である。押し出し機先端の樹脂温度は３８０℃とし、このニップルに上述の多芯プラスチック光ファイバ裸線を、５０ｍ／分の速度で通過させ、該多芯プラスチック光ファイバ裸線の上に被覆樹脂層の厚みが７．５μｍになるように被覆し、外径０．５１５ｍｍの多芯プラスチック光ファイバ素線を得た。本多芯プラスチック光ファイバ素線の伝送損失は６５０ｎｍにて６５０ｄＢ／ｋｍであった。
【００６５】
次に、この多芯プラスチック光ファイバ素線のアルコール滅菌処理試験を行った。本多芯プラスチック光ファイバ素線のサンプル１ｍを直径１０ｃｍのカールに束ね、２３℃のエタノールの中に１時間浸漬したが、断線することも無く、該サンプルの画素の欠陥や、明るさは、目視の結果、試験前のものと何らかわりがなかった。
【００６６】
さらに、この多芯プラスチック光ファイバ素線のサンプル１ｍを用いてエチレンオキサイドガスによる滅菌処理試験を行った。該サンプルを容器内に入れて、温度４６．５℃、相対湿度５６％、エチレンオキサイドガス濃度９４０ｍｇ／ｌの条件で９時間３０分処理を行なった後、真空抜気を２５回行った。処理後のサンプルも断線する事無く、多芯プラスチック光ファイバの画素の欠陥や、明るさは、目視の結果、処理無しのものと何らかわりがなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の多芯プラスチック光ファイバ素線の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の製造方法を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  芯繊維
２  鞘樹脂
３  海樹脂
４  被覆樹脂層
５  ダイ
６  ニップル
７  断熱部
８  多芯プラスチック光ファイバ裸線
９  被覆樹脂
１０  多芯プラスチック光ファイバ素線
【図１】
2005070498.tif 000003
【図２】
2005070498.tif 000004