(57)【要約】【課題】強靭性や難燃性に優れ、かつ施工時の煩雑さが低減された多芯ＰＯＦケーブルを製造する。【解決手段】プラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）１２の外周に被覆層１５ａを設けた２本の単芯ＰＯＦコード１４と抗張力線１７とを所定の位置に配した後、その外周に難燃性物質を含む外殻被覆層形成材料４２を被覆して外殻被覆層４３を形成し、ＰＯＦケーブル１０とする。抗張力線１７は、引張弾性率が１０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であり、破断時の伸度が３．０％以上のポリエステルまたはポリエチレンの熱可塑性樹脂からなる。この抗張力線１７は、熱や炎が伝播しても容易に溶け切る。多芯構造のＰＯＦケーブル１０は、高抗張力でありながら、抗張力線１７が炎の伝播媒体として作用することがないので、強靭性、難燃性に優れ、かつ施工時での煩雑さが低減された光伝送体となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプラスチック光ファイバコードと抗張力線との外周を被覆層により被覆したプラスチック光ファイバケーブルにおいて、
前記抗張力線は、引張弾性率が１０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であり、破断時の伸度が３．０％以上である熱可塑性樹脂からなることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂は、ポリエステルまたはポリエチレンであることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項３】
前記複数のプラスチック光ファイバコードの間に前記抗張力線が配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項４】
前記被覆層は、難燃性物質を含み、前記プラスチック光ファイバコードに密着していることを特徴とする請求項１ないし３いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項５】
前記難燃性物質は、無機金属化合物、臭素化合物、リン化合物、シリコーン化合物のうち少なくともひとつを含むことを特徴とする請求項４記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項６】
前記プラスチック光ファイバコードは、径の中心から外側に向かって連続的に屈折率が変化する屈折率分布を有するプラスチック光ファイバ素線の外周を被覆してなることを特徴とする請求項１ないし３いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ファイバケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、光が通るコアと、前記コアの外周を覆うクラッドとからなる光伝送体であり、高速伝送かつ大容量の情報伝達ができることから、様々な分野において用いられている。このような光ファイバの中でも、成型加工性や可撓性，耐衝撃性などに優れた性質を有するとともに、安全かつ低価格であり、また、低伝送損失であるプラスチック光ファイバ素線（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ；ＰＯＦ）が注目されている。そして、ＰＯＦの外周に被覆層を設けて、強靭性や耐熱性、耐湿性などを付与したプラスチック光ファイバコード（以下、ＰＯＦコードと称する）や、ＰＯＦコードを複数本まとめて被覆層で覆ったプラスチック光ファイバケーブル（以下、ＰＯＦケーブルと称する）が、高速大容量の光伝送体として使用されている。最近では、規模の小さいオフィスや、各家庭内への高速大容量通信の普及が急速に進んでおり、ＰＯＦコードまたはＰＯＦケーブル（以下、両者をまとめて光伝送体と称する）の需要は、急激に加速している。
【０００３】
ところで、光伝送体は、屋内あるいは屋外に既設されているＣＤ管やダクトなどの敷設管内に通線する場合が多い。しかし、このような敷設管は、敷設状況が曲がりくねっていることが多く、非常に通線が困難である。そのため、光伝送体には、優れた強靭性が要求される。そこで、複雑な敷設管内に通線させる光伝送体としては、ＰＯＦコードと抗張力線とを被覆層で覆ったＰＯＦケーブルが用いられる。
【０００４】
従来、抗張力線としては、ステンレス線、亜鉛合金線、銅線などの金属線が使用されている。しかし、ＰＯＦケーブルは、屋外から屋内へ直接引き込まれる形で敷設されることが多いため、このように金属線を用いると、落雷によるサージ電流が屋内に伝達し、電子機器類に損傷を与えるおそれがある。そこで、最近では、抗張力線として、非導電性素材であるアラミド繊維を代表とした繊維強化プラスチックロッドを用いたＰＯＦケーブルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５‐１１４８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アラミド繊維を代表とする繊維強化プラスチックロッドを用いるＰＯＦケーブルは、サージ電流による電子機器損傷の防止、並びに強靭性を付与することができる。その一方で、耐熱性や優れた難燃性が災いして、ＰＯＦケーブルが着火した場合、抗張力線が炎を伝播させる媒体となり、炎により溶融した抗張力線以外の部材を燃料として、ＰＯＦケーブルの燃焼が持続して、延焼を引き起こすおそれがある。また、特許文献１のＰＯＦケーブルは、ＰＯＦやＰＯＦコードと抗張力線とを並列に配した外周を一括して被覆したものであるが、ＰＯＦケーブルを端末加工する場合、抗張力線が切断しにくい。加えて、その破断面の処理などが煩雑になり、作業性や施工性が低下するという新たな問題を引き起こす。
【０００６】
したがって、本発明は、抗張力線と複数の光ファイバコードとを含む集合体の外周を被覆したＰＯＦケーブルであり、必要に応じて容易に切断することができる優れた作業性を実現し、さらには、複雑な敷設管であっても、通線の途中で切断したり折れ曲がったりすることなく容易に通線することができる強靭性と施工性とを有するＰＯＦケーブルを提供することを目的とする。また、このＰＯＦケーブルは、落雷などのサージ電流が作用する場合にも、非導電性であり、かつ炎の伝播が発生しないものとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＰＯＦケーブルは、複数のプラスチック光ファイバコードと抗張力線との外周を被覆層により被覆したプラスチック光ファイバケーブルにおいて、抗張力線は、引張弾性率が１０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であり、破断時の伸度が３．０％以上である熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。
【０００８】
また、熱可塑性樹脂は、ポリエステルまたはポリエチレンであることが好ましい。複数のプラスチック光ファイバコードの間に抗張力線が配置されていることが好ましい。被覆層は、難燃性物質を含み、プラスチック光ファイバコードに密着していることが好ましい。難燃性物質は、無機金属化合物、臭素化合物、リン化合物、シリコーン化合物のうち少なくともひとつを含むことが好ましい。なお、プラスチック光ファイバコードは、径の中心から外側に向かって連続的に屈折率が変化する屈折率分布を有するプラスチック光ファイバ素線の外周を被覆してなることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により得られるＰＯＦケーブルは、抗張力線と複数のＰＯＦコードとをまとめた外周を被覆層で覆うことで形成したので、各部材が煩雑にならず、かつ容易に切断することができるなどの優れた作業性を実現する。また、本ＰＯＦケーブルは、複雑な敷設管に通線する場合にも、通線の途中で切断したり折れ曲がったりすることなく容易に通線することができる強靭性を有するので、優れた施工性を実現する。その他にも、本ＰＯＦケーブルは、落雷などのサージ電流が作用する場合にも、非導電性であり、かつ炎の伝播が発生しないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明でのＰＯＦケーブルを製造する方法について説明する。図１は、本発明でのＰＯＦケーブル１０の製造工程の流れを示す概略図である。ＰＯＦケーブル製造工程１１は、ＰＯＦ１２を製造するＰＯＦ形成工程１３と、ＰＯＦ１２の外周に被覆層を設けてＰＯＦコード１４とする被覆工程１５と、ＰＯＦコード１４と抗張力線１７とを所望の位置で組合せる組合せ工程１９と、外殻被覆工程２０とを有する。また、ＰＯＦ形成工程１３は、クラッド部形成工程２２とコア部形成工程２３と加熱延伸工程２４とからなる。そして、円筒状のクラッド部の内側に、光の伝送路となるコア部を形成してプリフォーム２５を形成後、これを加熱延伸することにより細径のＰＯＦ１２を製造する。
【００１１】
次に、上記のＰＯＦ製造工程１１にしたがい、ＰＯＦケーブル１０を製造する手順について説明する。
【００１２】
先ず、ＰＯＦ形成工程１３において、ＰＯＦ１２を製造する。ＰＯＦ形成工程１３では、クラッド部形成工程２２において、円筒状のクラッド部を形成する。本実施形態では、市販の溶融押出成形によりＰＭＭＡからなる円筒状の中空管を用意する。そして、この中空管が、ＰＯＦ１２のクラッド２２ａとなる（図３（ａ）参照）。なお、中空管は、本実施形態のように市販の溶融押出成形により形成してもよいし、公知である回転重合法により製造してもよい。また、市販のパイプを用いてもよく、その製造方法は特に限定されない。ただし、中空管は、後の工程で重合容器として用いるため、底付けを行うことが好ましい。
【００１３】
次に、中空管の内部にＭＭＡと屈折率調整剤（ドーパント）を入れ、特許第３３３２９２２号公報のような界面ゲル重合を行う。これにより、中空管すなわちクラッド２２ａの内部にポリマー（ＰＭＭＡ）を主成分とし、屈折率調整剤の濃度に従って所望の屈折率の高低分布を有するコア部が形成されたプリフォーム２５を得ることができる。なお、このコア部は、次の加熱延伸工程２４に供された後、ＰＯＦ１２を構成するコア２３ａとなる（図３（ａ）参照）。また、屈折率調整剤とは、コア２３ａの径方向に対して所望の屈折率の高低分布を発現させるために付与する添加剤であり、例えば、ベンジルメタクリレートなどが挙げられる。
【００１４】
本実施形態では、コア部に屈折率調整剤を添加し、その分布濃度を径方向で調整することにより、径の中心から外側に向かって連続して屈折率が異なる屈折率分布を発現させる。このような屈折率分布を有するＰＯＦは一般的に、グレーテッドインデックス（ＧＩ）型ＰＯＦと呼ばれている。屈折率分布を径方向で連続的に変化させることで、光の反射や漏れなどを低減することができるため、低伝送損失により光を伝播させることが可能となる。なお、本発明において、プリフォーム２５の製造方法は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、クラッド２２ａとコア２３ａとを形成させるポリマーを一度に溶融押出した後、これを加熱重合させることによりプリフォーム２５を形成する溶融押出法も好適に用いることができる方法として挙げることができる。
【００１５】
次に、加熱延伸工程２４において、加熱延伸設備によりプリフォーム２５を延伸させてＰＯＦ１２を製造する。図２に、本実施形態で使用する加熱延伸設備３０の概略図を示す。加熱延伸設備３０は、加熱炉３１と線径モニタ３２と巻取り装置３３とを有している。
【００１６】
加熱延伸工程２４では、先ず、加熱炉３１の内部の所定の位置にプリフォーム２５を設置した後、加熱炉３１により所定の温度でプリフォーム２５を加熱することにより、プリフォーム２５の一部を加熱溶融する。プリフォーム２５の溶融温度は、特に限定されるものではないが、１６０〜２７０℃の範囲であることが好ましい。次に、溶融したプリフォーム２５の先端部２５ａを始点として線引き（延伸）を行う。この線引きの際に、プリフォーム２５の延伸率を調整することにより所望の径のＰＯＦ１２を製造することができる。その後、巻取り装置３３の内部に設置されている芯材３４にＰＯＦ１２を巻き取って、ロール状のＰＯＦロール３４ａを得る。なお、ＰＯＦ１２を加熱延伸する際には、線径モニタ３２により、ＰＯＦ１２の径を常時測定し、その測定値に応じて、加熱炉３１内でのプリフォーム２５の位置や加熱炉３１の温度、およびプリフォーム２５の延伸率や巻取り装置３３の巻取り速度などを適宜調整すると、所望の径のＰＯＦ１２を得ることができるので好ましい。
【００１７】
そして、被覆工程１５において、このようにして得られるＰＯＦ１２の外周を所望の被覆材を用いて被覆することによりＰＯＦコード１４を作製する。被覆工程１５で用いる被覆装置は特に限定されるものではなく、市販のものを使用すればよいが、例えば、ＰＯＦ１２を金型の内部に導入し、搬送する間に、金型に所望の被覆材を供給することでその外周を被覆する場合には、作業の途中でＰＯＦ１２が切断したり変形したりしないようにするため、できる限り搬送張力を小さくすることが好ましく、例えば、７００Ｎ／ｃｍ２  以下とすることが好ましい。ただし、ＰＯＦ１２を観察しながら適宜調整すればよく、特に限定されるものではない。なお、被覆装置において被覆する際に被覆材としてポリマーを使用する場合には、被覆材の押出温度を、そのポリマーの融点以上とすることが好ましい。ただし、押出温度は、特に限定されるものではなく、使用するポリマーが劣化せず、かつ十分な流動性を確保することができるように適宜選択した値を用いればよい。
【００１８】
次に、組合せ工程１９において、ＰＯＦコード１４と抗張力線１７とを所望の位置となるように組合せる。図３に、ＰＯＦケーブル１０を製造する概略図を示す。なお、ＰＯＦケーブル１０をはじめとし、ＰＯＦ１２、ＰＯＦコード１４、抗張力線１７は、その径方向での断面図として示す。
【００１９】
本実施形態では、図３（ａ）に示すように、２本の単芯ＰＯＦコード１４（以下、単にＰＯＦコードと称する）と、１本の抗張力線１７とを組合せることにより、ＰＯＦケーブル１０を形成する。上記のように、ＰＯＦコード１４は、ＰＯＦ１２の外周に、被覆層１５ａを設けることで形成される。なお、ＰＯＦ１２は、クラッド部およびコア部を含むプリフォーム２５が加熱延伸されることにより形成されるクラッド２２ａとコア２３ａとを有する。
【００２０】
本発明では、抗張力線１７として、その引張弾性率が１０ＧＰａ以上１５０ＧＰａ以下であり、破断時の伸度が３．０％以上である熱可塑性樹脂からなることを特徴とする。また、この熱可塑性樹脂は、ポリエステルまたはポリエチレンであることが好ましい。このような低融点材料である熱可塑性樹脂を抗張力線１７として使用することで、ＰＯＦケーブル１０が加熱または着火しても、抗張力線１７は容易に溶け切る。これにより、抗張力線１７を媒体として熱や炎が伝播することを防止することが可能となる。ただし、抗張力線１７の破断時の伸度が３．０％未満の場合には、抗張力線が曲がりにくくなり、ケーブル化した際の曲げ半径を小さくすることが困難となるため、敷設時には大きな曲げ半径でした敷設することができない。
【００２１】
抗張力線１７の形態は、特に限定されるものではなく、繊維や線などのほか、各細線を撚り合せた形態であってもよいし、樹脂など（ただし、熱可塑性樹脂であることが好ましい）で固めたものを含めて線状体となっている形態であってもよい。上記のいずれかの形態を有する抗張力線１７であっても、所定の材料で形成されたものであり、線状体であれば、高抗張力を有しながらも、熱や炎により容易に溶け切ることができる。
【００２２】
本発明では、複数のＰＯＦコード１４の間に抗張力線１７を配置する。これにより、様々な配線状況下での布設張力、および温度変化や架線時の風圧などが生じても、ＰＯＦ１２やＰＯＦコード１４に応力歪が付与されるのを抑制することができる。ただし、本実施形態のようにＰＯＦコード１４に対して並列となるように抗張力線１７を配置してもよいし、被覆層の一部として積層することにより、繊維が充填された層を設ける形態でもよい。なお、抗張力線１７の外径をＤ（ｍｍ）とするとき、Ｄは特に限定されるものではないが、０．３〜０．７ｍｍとすると、高抗張力を発現しながらも、熱や炎により溶け切れやすいので好ましい。
【００２３】
被覆層１５ａの厚みをｔ１（μｍ）とするとき、ｔ１は特に限定されるものではないが、１００〜３５０μｍとすると、後の工程で外殻被覆層４３を形成する際に、ＰＯＦコード１４に対する熱ダメージを低減することができるので好ましい。ただし、ｔ１が１００μｍ未満の場合には、ＰＯＦ１２と被覆層１５ａとの密着性が劣るおそれがあり、一方で、ｔ１が３５０μｍよりも大きい場合には、被覆層１５ａが厚すぎるので、それを構成する被覆材の冷却が不十分となり潜熱をもってしまうおそれがある。このように、被覆層１５ａが潜熱を持つと、ＰＯＦ１２の温度が上がってしまうので、屈折率分布に乱れが生じるなどの問題を引き起こすため好ましくない。
【００２４】
次に、ＰＯＦコード１４と抗張力線１７とを金型４０を用いて組合せる。図３（ｂ）に示すように、金型４０には、コード配置部４０ａと抗張力線配置部４０ｂとがそれぞれ所定の位置に形成されている。このとき、ＰＯＦコード１４および抗張力線１７を、金型４０の所定の位置に誘導し、配置する。続けて、溶融した外殻被覆層形成材料４２を外殻被覆層部４０ｃに供給する。これにより、図３（ｃ）に示すように、各部材の外周に外殻被覆層４３を設けたＰＯＦケーブル１０を形成することができる。このように複数本のＰＯＦコード１４と抗張力線１７とを用いて形成される多芯構造（本実施形態では２芯構造）のＰＯＦケーブル１０は、大伝送容量でありながら高抗張力を示す。
【００２５】
本実施形態の外殻被覆層４３は、ＰＯＦコード１４と抗張力線１７との外周に密着させて形成され、断面が略円形のコード被覆部４３ａと、断面が略６角形の抗張力線被覆部４３ｂとから構成される。上記のように、ＰＯＦコード１４と抗張力線１７とを所定の位置に配した外周を一括被覆して外殻被覆層４３を設けることで、図３（ｃ）に示すように、抗張力線被覆部４３ｂを挟むようにコード被覆部４３ａは横方向に連結される。そのため、ＰＯＦケーブル１１を切断しても、各部材が煩雑にならずに作業を行うことができる。
【００２６】
本発明では、外殻被覆層形成材料４２に難燃性物質を含ませて外殻被覆層４３を形成する。難燃性物質としては、無機金属化合物、臭素化合物、リン化合物、シリコーン化合物のうち少なくともひとつを含むように調製することが好ましい。これにより、ＰＯＦケーブル１０は優れた難燃性を発現する。難燃性の評価は、ＵＬ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）で決められている難燃性の規格のうち、燃焼試験を行うことにより評価される。この燃焼試験としては、サンプルの形状により異なる場合もあるが、概ね燃焼性能の低い順に、ＣＭＸ（燃焼試験、通常ＶＷ−１試験と称される）、ＣＭ（垂直トレイ燃焼試験）、ＣＭＲ（ライザー試験）、ＣＭＰ（プレナム試験）などのグレードが設定されている。ただし、ＰＯＦ１２の場合、芯材の多くが可燃性材料で形成されているため、火災時の延焼を防ぐために、ＶＷ−１以上の規格を有したＰＯＦコード１４またはＰＯＦケーブル１０であることが好ましい。また、ＰＯＦ１２の外周を覆う被覆層１５ａを形成する際にも、上記の難燃性物質を含むようにすると、ＰＯＦ１２に対して優れた難燃性を付与することができるので好ましい。
【００２７】
外殻被覆層４３の厚みをｔ２（μｍ）とするとき、ｔ２が３５０〜８００μｍとなるように外殻被覆層形成材料４２を各部材の外周に被覆することが好ましい。これにより、十分に外殻被覆層４３の有する難燃性をＰＯＦケーブル１０に寄与することができる。ただし、ｔ２が８００μｍを超えると、被覆材が十分に冷却されずに潜熱を有するために、ＰＯＦ１２やＰＯＦコード１４が熱ダメージを受けることで光学特性が低下するおそれがある。一方で、ｔ２が３５０μｍ未満の場合には、外殻被覆層形成材料４２の量が少なすぎるために、安定に押し出すことができず、厚みが不均一な外殻被覆層４３しか形成することができない。
【００２８】
本実施形態では、外殻被覆層４３において、各被覆部４３ａ，４３ｂの間には、引き裂き用のくびれ部４３ｃを形成している。このとき、くびれ部４３ｃの厚みをｔ３とし、この厚み方向におけるコード被覆部４３ａの最大厚みをｔ４とするとき、厚み比（ｔ３／ｔ４）が、０．１５≦（ｔ３／ｔ４）≦０．３０となるように各厚みｔ３，ｔ４を決定すると、くびれ部４３ｃから、各ＰＯＦコード１４を分離するようにして引き裂く際に、安定かつ容易に引き裂くことができるため好ましい。また、ＰＯＦコード１４や抗張力線１７が、外殻被覆層４３から露出することがないので、抗張力線１７がバラつくことなく端末加工を行うことができることから、作業性が向上する。ただし、厚み比（ｔ３／ｔ４）が０．１５未満の場合には、くびれ部４３ｃからの分離が容易になり、予期しない位置でコード被覆部４３ａや抗張力線被覆部４３ｂが分離してしまう可能性がある。一方で、厚み比（ｔ３／ｔ４）が０．３０を超えると、分離が困難になり施工性が低下する他に、外殻被覆層１７を被覆する場合、ＰＯＦコード１４に熱ダメージを与えてしまうために、ＰＯＦケーブル１０の伝送損失が大きくなってしまうおそれがあり好ましくない。
【００２９】
被覆層１５ａや外殻被覆層４３を形成する場合において、被覆する樹脂の押出温度や流量、並びに押出速度などの被覆条件は、特に限定されるものではなく、使用する樹脂や、所望の形状、並びに被覆層の厚みなどに応じて適宜選択すればよい。ただし、ポリエチレンやポリエステルなどの樹脂を使用する場合、その押出温度を１２０〜１４０℃とすると、樹脂の流動性を確保しつつ、被覆装置への負荷を軽減しながら作業を行うことができるので好ましい。加えて、上記の押出温度範囲では、その温度が高すぎることがないので、ＰＯＦ１２やＰＯＦコード１４への熱ダメージを低減することにより、低伝送損失のＰＯＦケーブル１０を得ることができる。
【００３０】
本実施形態で示したＧＩ型ＰＯＦは、径の外側から中心に向かうにしたがい次第に屈折率が高くなる構造を有し、光の散乱や分散を抑制しながら光を伝播させることができるので低伝送損失のＰＯＦとして使用される。ただし、本発明はここに示す形態に限定されるものではなく、ＧＩ型ＰＯＦのほかにも、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型ＰＯＦやシングルモード（ＳＭ）型ＰＯＦなどの製造方法に適用することができる。
【００３１】
以下に、本発明に使用されるコアやクラッドなどの形成材料および被覆材などに関して説明する。
【００３２】
コア２３ａの原料は、光伝送の機能を損なわないモノマーであればよく、特に限定されるものではない。好ましく用いられる原料モノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート（メタクリル酸メチル、ＭＭＡとも称される）、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、上記の各モノマーからポリマーを重合することによりコア２３ａを形成する。また、これらのモノマーを２種類以上用いて、共重合体（コポリマー）としコア２３ａを形成してもよい。用いられるポリマーとしては、例えば、メチルメタクリレートの単独重合体（ポリメチルメタクリレート：ＰＭＭＡ）や、単官能の（メタ）アクリレート類、フッ素化アルキル（メタ）アクリレート類、多官能（メタ）アクリレート類、アクリル酸、メタクリル酸の単量体とメチルメタクリレート（ＭＭＡ）との透明な共重合体などが挙げられる。なお、本発明では、塊状重合が容易であるＭＭＡを重合して得られるＰＭＭＡによりコア２３ａを形成することが好ましい。
【００３３】
コア２３ａの形成材料としては、特定の波長領域において、Ｃ‐Ｈ結合に起因する光の伝送損失を低減する目的で、モノマーとして、ＭＭＡが有する水素原子を重水素原子（Ｄ）またはハロゲン原子で置換したものを重合したポリマーを用いることもできる。ハロゲン原子には、フッ素原子（Ｆ）が好ましく用いられる。このようなポリマーとしては、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ‐ｄ８）などが挙げられる。このようなポリマーを用いると、伝送損失の生じる波長域を長波長化することができるので、光伝送の損失を軽減することができる。
【００３４】
モノマーからポリマーを重合する際には、重合開始剤が用いられる。重合開始剤は、特に限定されるものではなく、使用するモノマーや重合されるポリマーに応じて適宜選択すればよい。例えば、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）バラレート（ＰＨＶ）などが挙げられる。なお、このような重合開始剤を２種類以上併用してもよい。
【００３５】
また、ポリマーの分子量や分子量分布を制御する目的で、連鎖移動剤（重合調整剤とも称される）を用いることができる。連鎖移動剤としては、例えば、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ‐ブチルメルカプタン、ｎ‐ペンチルメルカプタン、ｎ‐オクチルメルカプタン、ｎ‐ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ‐ドデシルメルカプタンなど）、チオフェノール類（例えば、チオフェノール、ｍ‐ブロモチオフェノール、ｐ‐ブロモチオフェノール、ｍ‐トルエンチオール、ｐ‐トルエンチオールなど）などが挙げられる。特に、ｎ‐オクチルメルカプタン、ｎ‐ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ‐ドデシルメルカプタンなどのアルキルメルカプタンを用いることが好ましい。ただし、連鎖移動剤は、これらに限定されるものではない。なお、上記のような連鎖移動剤を２種類以上併用してもよい。
【００３６】
コア２３ａの屈折率を高めるために、屈折率調整剤（ドーパント）を添加することもできる。ドーパントをポリマーに添加することにより、無添加のポリマーと比較して、ポリマーの屈折率を高くすることができる。本発明において使用することができるドーパントとしては、上記の機能を有し、かつポリマーと安定して共存可能であり、過熱および加圧などの重合条件下においても安定であるものを適宜選択して用いる。このようなドーパントとしては、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（Ｔｒｉｃｒｅｓｙｌ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ：ＴＣＰ）、ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などが挙げられ、特に、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯを用いることが好ましい。
【００３７】
コア２３ａを伝送する光は、コア２３ａとクラッド２２ａとの界面で全反射する。そしてこの反射を繰り返すことによりコア２３ａの長さだけ光が伝播する光伝送体となるＰＯＦ１２を得ることができる。そこで、クラッド２２ａを形成する材料としては、その屈折率がコア２３ａの屈折率よりも低い材料を用いる。さらに、コア２３ａとの密着性や、機械強度および耐熱性にも優れている材料が好ましく用いられる。クラッド２２ａの形成材料としては、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から重合されるアクリル樹脂が挙げられる。また、パーフルオロアルキルメタクリレート系重合体、メタクリル酸エステル共重合体、主鎖に環状構造を有する重合体及びそのフッ化物なども好ましく用いることができる材料として挙げられる。なお、上記のようなモノマーからクラッド２２ａを形成させる際にも、コア２３ａの形成に用いられる重合開始剤や連鎖移動剤などを適宜選択して用いることができる。
【００３８】
クラッド２２ａの形成材料として、フッ素樹脂を用いることもできる。フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：融点１６０〜１８０℃）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ：融点２０６℃）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：融点３３０℃）、テトラフルオロエチレン‐ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ：融点２５０〜２８０℃）、テトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ：融点３００〜３１０℃）、エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ：融点２６０〜２７０℃）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ：融点２１０℃）、テトラフルオロエチレン‐ヘキサフルオロプロピレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＥ：融点２９０〜３００℃）などが挙げられる。このようにフッ素系の材料を用いてクラッド２２ａを形成すると、撥水効果を得ることができるので耐湿性に優れるＰＯＦ１２を得ることができる。
【００３９】
クラッド２２ａの形成材料として、フッ化ビニリデン系共重合体を用いることもできる。このような重合体としては、例えば、フッ化ビニリデン‐テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン‐六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン‐ヘキサフルオロアセトン共重合体、フッ化ビニリデン‐トリフルオロエチレン共重合体およびフッ化ビニリデンの３元以上の共重合体などが挙げられる。なお、上記のフッ化ビニリデン‐テトラフルオロエチレン共重合体としては、フッ化ビニリデンを５０重量％以上含むものが好ましく、より好ましくは、フッ化ビニリデンを７０重量％以上９０重量％以下含有するものである。
【００４０】
クラッド２２ａには、光伝送性能を低下させない範囲で、所望の特性を付与することができる添加剤を添加してもよい。添加剤は、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させることで容易にポリマー中に分散させることができる。使用することができる添加剤としては、例えば、耐候性や耐久性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などが挙げられる。この誘導放出機能化合物を添加すると、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るため好ましい。なお、これによりＰＯＦ１２での光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もできる。ただし、これらの添加剤は、コア２３ａの形成材料に含有させることもできる。
【００４１】
本発明においては、被覆層の付与方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、被覆層１５ａおよび外殻被覆層４３（以下、併せて被覆層と称する）ともに、各被覆層を溶融樹脂の押し出し被覆などで形成する場合、その母材となる樹脂は、特に限定されるものではないが、耐薬品性や柔軟性が良好であることなどからポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン又はα‐オレフィンなどの重合体が挙げられる。α‐オレフィンとしては、例えば、１‐ブテン、１‐ペンテン、１‐ヘキセン、４‐メチル‐１‐ペンテン、１‐ペプテン、１‐オクテンなどが挙げられ、これらの重合体としては、例えば、ポリエチレン、エチレンとプロピレンの共重合体、エチレンとα‐オレフィンの共重合体、ポリプロピレン、プロピレンとα‐オレフィンの共重合体、ポリブテン、ポリイソプレンなどが挙げられる。また、ポリオレフィン系樹脂は、得られる物性を考慮した上で、適当な組合せにてブレンドされているものを用いてもよい。なお、ポリオレフィン系樹脂の分子量および分子量分布は、特に限定されるものではないが、その重量平均分子量は、通常５０００〜５００００００であり、好ましくは２００００〜３０００００である。そして、重量平均分子量Ｍｗ／数平均分子量Ｍｎで示される分子量分布は、２〜８０であり、好ましくは３〜４０とされる。
【００４２】
被覆層形成用樹脂は、ＰＯＦ１２やＰＯＦコード１４に熱影響を与えないという観点で、その融点が１２０℃未満であることが好ましい。また、加工性の観点から、ＭＦＲ（Ｍｅｌｔ  Ｆｌｏｗ  Ｒａｔｅ）が１０以上９５以下の範囲であることが好ましく、１５以上８０以下の範囲であることがより好ましい。なお、ＭＦＲは、熱可塑性プラスチックの流れ試験方法であるＪＩＳ  Ｋ  ７２１０‐１９７６に従い測定される値を用いる。ただし、被覆層形成用樹脂の融点が１２０℃以上であると、ＰＯＦ１２に対して、特にコア２３ａに加えられる熱量が大きくなり、コア２３ａの光学特性や形状の変化が生じやすくなるため好ましくない。このようなコア２３ａの不良は、軟化点が９０℃〜１０５℃のＰＭＭＡを主成分としたコア２３ａの場合に顕著に現れる。また、ＭＦＲが１０未満のときには、樹脂温度を上げなければ被覆装置として用いる押出機の押出（応力）負荷が大きくなるといった問題が生じるおそれがある。一方で、ＭＦＲが９５を超えると、均一の厚みで樹脂を被覆することができない。そのため、コア２３ａの断面の熱量が不均一になりやすく、屈折率分布の揺らぎなどの問題が生じるおそれがある。したがって、被覆層形成樹脂としては、融点１２０℃未満であり、ＭＦＲは１０以上９５以下であることが好ましく、さらに好ましくは、融点１２０℃未満であり、ＭＦＲは１５以上８０以下である。
【００４３】
上記のような被覆層が形成されているＰＯＦコード１４やＰＯＦケーブル１０は、適度な曲げ剛性を有する。曲げ剛性は、被覆樹脂の引張弾性率や被覆層の厚み、さらに、被覆樹脂内に強化繊維などを含ませることにより調整することができる。この曲げ剛性の測定は、ＰＯＦコード１４の長さが２００ｍｍで、その片側をクランプしたときの自重による変位が、２〜４０ｍｍの場合、ＰＯＦコード１４の引張りと同時に押し込みを行い、全長３０ｍであり５箇所の曲がりを有するモデル配管（内径１０ｍｍφのコルゲート管に略９０度、曲げ半径６０ｍｍの屈曲部を５ヶ所設けられているもの）にＰＯＦケーブル１０を通線するときの、コード引張張力を測定し、この測定値を曲げ剛性とする。なお、本発明では、コード引張張力の許容引張張力を約９０Ｎ以上とすることで、光通信システムのＰＯＦケーブル１０として好ましく用いることができる。
【００４４】
本発明ではプリフォーム２５からＰＯＦケーブル１０を得るまでの一連の工程は、特に限定されるものではない。本実施形態では、予め形成したＰＯＦコード１４および抗張力線１７とを用いて、各部材を所定の位置で組合せた後、この外周を被覆してＰＯＦケーブル１０としたが、図１に示すＰＯＦケーブル製造工程１１を全て行うことができる１台の設備を用いてもよいし、ＰＯＦ形成工程１３とＰＯＦコード１４と抗張力線１７と、ＰＯＦケーブル１０を製造する設備を別途設けて、各工程が繋がるようにしてもよい。
【００４５】
ＳＩ型ＰＯＦを製造する場合、コア部形成工程においてＰＭＭＡを用いる場合には、クラッド部形成工程ではフッ素樹脂を用いてクラッド部を形成することが好ましい。これにより、コア部とクラッド部との屈折率の差を、容易にＰＯＦとして好ましい範囲とすることができ、かつフッ素樹脂の強度が高いために、強靭性や機械強度に優れるＰＯＦを得ることができる。ＳＩ型ＰＯＦの製造方法は、特に限定されるものではなく、公知である方法を用いることができるが、
【００４６】
公知の溶融紡糸法によりＰＯＦを製造してもよい。この場合には、連続的に優れた生産性を発現させながらＰＯＦを製造することができる。溶融紡糸法は、複合紡糸ノズルから、コアとなる重合体（例えば、ＰＭＭＡ）とクラッドとなる重合体（例えば、フッ素樹脂）とをそれぞれのホールごとに吐出した後、ノズルを用いてＰＭＭＡの周りにフッ素樹脂を被覆し複合化することにより、プリフォームを得る。そして、多数の引取ローラによりこのプリフォームを搬送しながら線引きを行って所望の径のＰＯＦを得ることができる方法である。
【００４７】
本発明により得られるＰＯＦケーブルは、従来品と比べて軸ずれに対する許容度が高いために、突き合せにより接合しても用いることができる。ただし、より好ましくは、光ケーブルの端部に接続用光コネクタを備えて、互いの接続部を確実に固定することである。また、コネクタは、一般に知られているＰＮ型、ＳＭＡ型、ＳＭＩ型などの市販の各種コネクタを利用することが可能である。そのため、ＰＯＦケーブルは、種々の発光素子や受光素子や光スイッチ，光アイソレータ，光集積回路，光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置などが組み合わされて好適に用いられる。この際、必要に応じて他の光ファイバなどと組合せてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用することができる。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）、日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」などを参考にすることができる。
【００４８】
これらの文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線，車両や船舶などの内部配線，光端末とデジタル機器，デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮなどをはじめとする高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。
【００４９】
さらに、ＩＥＩＣＥ  ＴＲＡＮＳ．  ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４‐Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ  ２００１，ｐ．３３９‐３４４  「Ｈｉｇｈ‐Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ  Ｓｔａｒ  Ｃｏｕｐｌｅｒ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｆｆｕｓｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌  Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００  ４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開２００３‐１５２２８４号公報に記載の導波路面に対する発光素子の配置；特開平１０‐１２３３５０号、特開２００２‐９０５７１号、特開２００１‐２９００５５号などの各公報に記載の光バス；特開２００１‐７４９７１号、特開２０００‐３２９９６２号、特開２００１‐７４９６６号、特開２００１‐７４９６８号、特開２００１‐３１８２６３号、特開２００１‐３１１８４０号などの各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００‐２４１６５５号などの公報に記載の光スターカプラ；特開２００２‐６２４５７号、特開２００２‐１０１０４４号、特開２００１‐３０５３９５号などの各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム；特開２００２‐２３０１１号などに記載の光信号処理装置；特開２００１‐８６５３７号などに記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２‐２６８１５号などに記載の光伝送システム；特開２００１‐３３９５５４号、特開２００１‐３３９５５５号などの各公報に記載のマルチファンクションシステム；や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用したより高度な光伝送システムを構築することができる。
【００５０】
以下、本発明に係わる実施例および比較例を示し、本発明の効果を具体的に説明する。ただし、本発明は、ここに示す形態に限定されるものではない。また、ＰＯＦケーブル１０を製造するまでの一連の工程において、ＰＯＦ１２やＰＯＦコード１４の製造条件および製造方法などに関しては、実施例１においてのみ詳細に説明するものとし、その他の実施例および比較例において、実施例１と共通する箇所は説明を省略する。
【実施例１】
【００５１】
実施例１では、図１に示すＰＯＦ製造工程１１にしたがい、図３（ｃ）に示すＰＯＦケーブル１０を作製した。先ず、国際公開第０３／１９２５２号パンフレットの実施例に記載された方法により、径方向においてＧＩ型の屈折率分布構造を示すＰＯＦ１２を作製した。この後、ＰＯＦ１２の外周に低密度ポリエチレンを被覆して、外径が１．２ｍｍであるＰＯＦコード１４を作製した。次に、この単芯であるＰＯＦコード１４を２本と、抗張力線１７とを使用して、図３（ｂ）に示す金型４０を用いて各部材を所定の構造となるように組合せた後、この外周に、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を母材とし、難燃剤としてリン化合物を添加した外殻被覆層形成材料４２を、厚みｔ２が１．１ｍｍとなるように被覆して、外殻被覆層４３を形成した。これにより、２本のＰＯＦコード１４が並列した間に抗張力線１７を配したＰＯＦケーブル１０を作製した。なお、ＰＯＦコード１４の中心間距離ｄ（ｍｍ）は５ｍｍとした。
【００５２】
また、実施例１では、抗張力線１７として、外径Ｄ（ｍｍ）が０．６５ｍｍであり、引張弾性率が２０ＧＰａ、破断時の伸度が１３．０％であるポリエステル繊維（東レ・モノフィラメント製）を紐状にしたものを使用した。そして、完成したＰＯＦケーブル１０の特性を評価するために、引張り試験による引張り強度（Ｎ）および、燃焼試験による難燃性の評価を行なった。なお、引張り試験は、ＪＩＳ  Ｃ６８６１、Ｃ６８３６に準拠し、抗張力線１７部分を長手方向に３％伸張させた時の引張り強度（Ｎ）を測定し、燃焼試験は、ＶＷ‐１試験およびライザー試験を実施した。その結果、２００Ｎ以上の引張り強度を示し、かつ燃焼試験においてＶＷ‐１およびライザー試験ともに合格した。
【実施例２】
【００５３】
実施例２では、抗張力線１７として、外径Ｄ（ｍｍ）が０．４２ｍｍであり、引張弾性率が１００ＧＰａ、破断時の伸度が３．０％であるポリエチレン繊維（東洋紡（株）製  ダイニーマーＳＫ６０）を使用して、図３（ｃ）に示す２芯構造のＰＯＦケーブル１０を作製した。そして、完成したＰＯＦケーブル１０に関して、引張り試験および燃焼試験を行なったところ、２００Ｎ以上の引張り強度を示し、燃焼試験においてＶＷ‐１およびライザー試験ともに合格した。
【００５４】
［比較例１］
比較例１では、抗張力線１７として、外径Ｄ（ｍｍ）が０．４４ｍｍであり、引張弾性率が７５ＧＰａ、破断時の伸度が２．４％であるアラミド繊維としてケブラー繊維（登録商標  デュポン社）を使用して、図３（ｃ）に示す２芯構造のＰＯＦケーブル１０を作製した。そして、完成したＰＯＦケーブル１０に関して、引張り試験および燃焼試験を行なったところ、２００Ｎ以上の引張り強度を示したが、燃焼試験においてＶＷ‐１およびライザー試験ともに不合格であった。
【００５５】
［比較例２］
比較例２では、抗張力線１７を使用せずに、ＰＯＦコード１４のみを２本使用し、図３（ｃ）に示す２芯構造のＰＯＦケーブル１０を作製した。そして、完成したＰＯＦケーブル１０に関して、引張り試験および燃焼試験を行なったところ、燃焼試験においてＶＷ‐１およびライザー試験ともに合格したが、引張り強度は９０Ｎであった。
【００５６】
以上の結果において、引張り試験結果を比べた場合、実施例１，２および比較例１では、引張り強度は２００Ｎ以上となり、非常に強靭性のＰＯＦケーブル１０を製造することができた。その一方で、比較例２では、引張り強度が９０Ｎ程度のＰＯＦケーブル１０しか得ることができなかった。また、燃焼試験においては、実施例１，２および比較例２では、いずれもＶＷ‐１試験およびライザー試験ともに合格する程度の非常に難燃性に優れるＰＯＦケーブル１０を得ることができたが、比較例１のＰＯＦケーブル１０は、難燃性に劣るものとなった。
【００５７】
したがって、ポリエチレンやポリエステルなどの熱可塑性樹脂からなる抗張力線とＰＯＦコードとを所望の位置に配した外周に、難燃性物質を含ませた外殻被覆層形成材料を被覆して、各部材に密着させた外殻被覆層を設けると、高抗張力、すなわち強靭性に優れるとともに、優れた難燃性を示すＰＯＦケーブルを製造することができることを確認した。また、このようなＰＯＦケーブルは、複数の各部材を束ねた構造を有していても、外周を外殻被覆層により覆っているために、施工時に径方向で裁断しても、各部材がバラつくことがない。また、多芯構造であるため、大容量かつ低伝送損失を可能とする光伝送体として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のプラスチック光ファイバケーブルの製造工程図である。
【図２】本実施形態で使用したプラスチック光ファイバ素線を製造する際の加熱延伸設備の概略図である。
【図３】（ａ）は本実施形態でプラスチック光ファイバケーブルを製造する際に使用したプラスチック光ファイバコードおよび抗張力線の一例の径方向に対する断面図であり、（ｂ）は各部材を金型に配した際の概略図であり、（ｃ）はプラスチック光ファイバケーブルの一例の径方向に対する断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    ＰＯＦケーブル
１１    ＰＯＦケーブル製造工程
１２    ＰＯＦ
１４    ＰＯＦコード
１７    抗張力線
２０    外殻被覆工程
４２    外殻被覆層形成材料
４３    外殻被覆層
【図１】
2007192922.tif 000003
【図２】
2007192922.tif 000004
【図３】
2007192922.tif 000005