(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ素線と、この光ファイバ素線の外周を被覆する強化被覆層とを備えた強化光ファイバコードにおいて、
前記強化被覆層は、鞘芯型複合繊維の芯部からなる補強繊維と、前記鞘芯型複合繊維の着色鞘部のみを溶融して、前記補強繊維の周囲を結着した着色熱可塑性樹脂マトリックスとからなり、
前記鞘芯型複合繊維は、異なる２色以上に着色された鞘部を備えた着色鞘芯型複合繊維束であって、
前記強化被覆層を異なる２色以上の配色としたことを特徴とする強化光ファイバコード。
【請求項２】
前記強化被覆層は、前記鞘芯型複合繊維の鞘部の融点が芯部の融点より２０℃以上低いものであって、
前記鞘部のみを溶融して前記着色熱可塑性樹脂マトリックスとしたことを特徴とする請求項１記載の強化光ファイバコード。
【請求項３】
前記鞘芯型複合繊維は、芯部の引張弾性率が６０００ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１または２記載の強化光ファイバコード。
【請求項４】
前記鞘芯型複合繊維は、前記芯部が液晶性ポリマーであることを特徴とする請求項１ないし３記載の強化光ファイバコード。
【請求項５】
前記光ファイバ素線が、単心であることを特徴とする請求項１ないし４記載の強化光ファイバコード。
【請求項６】
前記強化光ファイバコードは、前記光ファイバ素線を複数本並列に配置し、前記マトリックスでこれらを一体的に決着してテープ状に形成したことを特徴とする請求項１ないし５記載の強化光ファイバコード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを繊維強化した光ファイバコードに係り、特に着色識別性を有する単心状またはテープ状の強化光ファイバコードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
所内配線の高密度化に対応した細径強化光ファイバコードとして、光ファイバ素線の外周を繊維強化プラスチックで被覆した光ファイバコードが、特開平９−８０２７６号公報に提案されている。
【０００３】
また、本出願人は、特願平１０−４２２３７で、光ファイバ素線の外周を被覆する補強繊維が、抗張力性を有するもので、補強繊維間の間隙に、熱可塑性樹脂がマトリックスとして存在する、強化光ファイバコードないしテープ状強化光ファイバコードを提案した。
【０００４】
これらの、繊維強化熱硬化性樹脂（以下「ＦＲＰ」という）被覆あるいは繊維強化熱可塑性樹脂（以下「ＦＲＴＰ」という）被覆光ファイバコードは、従来のルース型強化光ファイバコードに見られる諸問題点を解決することができる。
【０００５】
また、これらの被覆光ファイバコードは、従来の光ファイバコードと比較して、大幅な細径化が可能となっており、例えば、単心タイプコードの外径を、一般的な光ファイバ素線とほぼ同じ２５０μｍ程度にすることも可能である。
【０００６】
一方、これらの細径強化光ファイバコードは、更に一括被覆してテープ状強化光コードとするなどして一度に多数本を使用する場合、１本１本を識別できるよう違った色に着色できることが望ましい。
【０００７】
このような着色を施す際には、従来、光ファイバ素線の着色は、光ファイバ素線の外周に着色層として紫外線硬化性樹脂を５〜２０μｍの厚みでコーティングした後、紫外線を照射して硬化形成することが多く、あるいは特開平１０−１０３８１号に記載の如く、前記細径強化光ファイバコードにも前記同様の手段を用いて着色することが多かったが、この場合以下に述べる問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、紫外線硬化性樹脂で着色層を形成した場合、強化光ファイバコードの接続作業等で薬品を使用する場合や、テープ状強化光ファイバコードの一括被覆層を除去する際に、着色層が剥がれてしまう場合があった。
【０００９】
また、補強繊維に使用されている高弾性繊維には、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンツフェノールビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維など黄褐色系の繊維固有の色を元々呈しているものが多く、薄肉の着色層では色の識別が困難になるという問題があった。
【００１０】
加えて、ＦＲＰマトリックス樹脂の固有の色や着色層の偏肉による厚み斑等により、識別が更に困難になる場合があった。
【００１１】
なお、紫外線硬化性樹脂着色層が厚い場合には、細径強化光ファイバコードの限られた断面積に占めるＦＲＰ断面積を減らすこととなるため、抗張力性能を低下させるという問題があり、また、紫外線を十分に照射しないと硬化が不完全となるため、製造速度を上げることが出来ず、生産性に限界があった。
【００１２】
そこで、本発明者らは、容易に脱落ないし脱色することなく、明確な着色が可能で、識別性に優れる繊維強化単心光ファイバコードないしはテープ状強化光ファイバコードの提供を目的として鋭意研究し本発明を完成した。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、光ファイバ素線と、この光ファイバ素線の外周を被覆する強化被覆層とを備えた強化光ファイバコードにおいて、
前記強化被覆層は、鞘芯型複合繊維の芯部からなる補強繊維と、前記鞘芯型複合繊維の着色鞘部のみを溶融して、前記補強繊維の周囲を結着した着色熱可塑性樹脂マトリックスとからなり、前記鞘芯型複合繊維は、異なる２色以上に着色された鞘部を備えた着色鞘芯型複合繊維束であって、前記強化被覆層を異なる２色以上の配色とした。
請求項２の発明では、前記強化被覆層は、前記鞘芯型複合繊維の鞘部の融点が芯部の融点より２０℃以上低いものであって、前記鞘部のみを溶融して前記着色熱可塑性樹脂マトリックスとした。
請求項３の発明では、前記鞘芯型複合繊維は、芯部の引張弾性率が６０００ｋｇ／ｍｍ２以上になるようにした。
請求項４の発明では、前記鞘芯型複合繊維を、前記芯部が液晶性ポリマーで構成した。
請求項５の発明では、前記光ファイバ素線を単心で構成した。
請求項６の発明では、前記強化光ファイバコードは、前記光ファイバ素線を複数本並列に配置し、前記マトリックスでこれらを一体的に決着してテープ状に形成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
本発明においては、光ファイバ素線の外周の強化被覆層の補強繊維には、芯部とその外周を包囲する鞘部とからなる合成樹脂製の鞘芯型複合繊維であって、鞘部を構成する樹脂成分が着色されたものを使用する。
【００１９】
一方、強化被覆層は、補強繊維は鞘芯型複合繊維の芯部のみを補強繊維とし、熱可塑性樹脂マトリックスは、着色された鞘部を熱融着して形成することもできる。その場合、鞘部の熱可塑性樹脂が芯部の樹脂の融点より低く、鞘部を溶融しても、芯部は繊維形態を保ち、強度を保持しているものを選択することが必要である。
【００２０】
この点から、芯部の融点を鞘部の融点より２０℃以上高い鞘芯型複合繊維が望ましい。この理由は、融点差が２０℃未満では、鞘部のみを溶融し、芯部の繊維性能を保持することが強化被覆層の形成において難しいからである。
【００２１】
また、前記強化被覆層の前記鞘芯型複合繊維は、それぞれ異なる２色以上に着色された鞘部からなる着色鞘芯型複合繊維束であって、前記強化被覆層が２色以上に配色された強化光ファイバコードとすることができる。
【００２２】
この場合、通常補強繊維は、所定本数のフィラメントを集束した繊維束を、ＦＲＰあるいはＦＲＴＰとして要求される強度から決定される強化繊維の含有率に応じた複数の本数が使用されるので、これらの複数本について、２色あるいはそれ以上に色分けし、強化被覆層の円周方向に配置すれば、混色状の被覆層となって、色の組合わせで識別が可能となる。
【００２３】
また、前記鞘芯型複合繊維は、芯部の引張弾性率が６０００ｋｇ／ｍｍ2以上であることが望ましい。かかる引張弾性率を有する繊維としては、芳香族ポリアミド（アラミド）繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ繊維、溶融液晶性樹脂製繊維等が挙げられ、これらを使用すれば、光ファイバの保護性能の高い高強度の強化光ファイバコードが得られる。
【００２４】
これらの繊維のうち、特に、高強度性を満足する繊維として液晶性ポリマーからなるものが好ましい。
液晶性ポリマーとしては、剛直分子鎖を有する高分子が溶液・溶融状態で示す液晶が流動場で強く配向するもので、アラミド、ポリアリレート、ヘテロ環等が挙げられる。
【００２５】
本発明の強化光ファイバコードは、単心の光ファイバ素線を環状に被覆したもののみならず、光ファイバ素線を複数本平行に並べ、これらの周囲を保護被覆してテープ状に形成することもできる。
【００２６】
実施例
以下本発明について好適な実施例により説明する。
【００２７】
参考例１
図１に示す本実施例の強化光ファイバコード１は、石英系光ファイバ１０の外周にウレタンアクリレート被覆１１を施した光ファイバ素線１２の外周に、溶融液晶性ポリエステルの芯部１３及びポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の着色された鞘部１４を有する鞘芯型複合繊維１５を補強繊維１６として、その周りを結着するマトリックス１７としてビニルエステル系熱硬化性樹脂を使用して強化被覆層１８を形成した。
【００２８】
以下、その詳細について説明する。
Φ１２５μｍの石英系光ファイバ１０の外周にＵＶ樹脂としてウレタンアクリレート被覆１１を施した外径０．１８ｍｍの光ファイバ素線１２をボビンクリールから供給し、その外周に鞘部１４が融点２７０℃のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、芯部１３が融点３１０℃の溶融液晶性ポリエステルで鞘部１４と芯部１３の断面積比が２０／８０で単糸径が２２．４μｍ、２５デニール／５フィラメントの鞘芯型複合繊維１５を７本縦添えし、それにメタクリル酸エステル系単量体含有ノボラック型ビニルエステル樹脂（三井化学（株）製  エスター２０００Ｖ）を含浸し、金型中で引抜成形して硬化したマトリックス１７とで強化被覆層１８を形成して、外径２５０μｍの強化光ファイバコード１を得た。
【００２９】
なお、図２に示すように鞘芯型複合繊維１５の鞘部１４は、紡糸時にＰＰＳに微粉末状顔料Ｐを混合分散して、青色、白色、桃色の３色に着色されたものを使用し、上記２５デニール／５フィラメントの７本の繊維を同一色として、青、白、桃色の３色の強化光ファイバコード１を得た。
【００３０】
次いで、図３に示すように、これらの強化光ファイバコード１を、青Ｂ、白Ｗ、白Ｗ、桃色Ｐの順に４本平行に配列し、その外周を透明な紫外線硬化性樹脂１８で一括被覆して、厚さ０．４ｍｍ、幅１．１ｍｍのテープ状強化光ファイバコード２を得た。
【００３１】
このテープ状強化光ファイバコードを、接続作業時を考慮して５ルクスの照度下で、青、白、桃色の識別性を確認したところ、明瞭に識別できた。
【００３２】
また、着色部の堅牢性を確認するため、光ファイバ接続時のエチルアルコールによる洗浄作業での色落ちおよび、紫外線硬化性樹脂被覆の剥離作業による鞘部樹脂の剥離現象がないかを確認したが、２０回のテストではその様な現象はなく、着色部は色落ちがなく、鞘部の剥離もない堅牢なものであった。
【００３３】
なお、得られた単心強化光ファイバコードの抗張力は、０．６５％伸張時応力が１．６ｋｇで、良好な引張性能を有していた。
また、本実施例に用いた鞘芯型複合繊維の芯部の引張弾性率は、８３００ｋｇ／ｍｍ2であった。
【００３４】
実施例１
図４に示すように、石英系光ファイバ１０の外周にウレタンアクリレートでＵＶ樹脂被覆１１を施した光ファイバ素線１２の外周の強化被覆層３として、鞘芯型複合繊維１５の芯部１３を補強繊維１６とし、マトリックス樹脂１７は鞘部１４を溶融した構成の強化光ファイバコード３を得た。
【００３５】
本実施例について、詳細に説明すると、Φ１２５μｍの石英系光ファイバ１０の外周にＵＶ樹脂被覆１１を施した外径０．１８ｍｍの光ファイバ素線１２をボビンクリールから供給し、その外周に鞘部１４が融点２７０℃のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、芯部１３が融点３１０℃の溶融液晶性ポリエステルで鞘部と芯部の断面積比が４０／６０で単糸径が２２．４μｍ、２５デニール／５フィラメントの鞘芯型複合繊維１５を９本縦添えし、２９０℃に設定された内径０．２５ｍｍの金属ノズルに３０ｍ／ｍｉｎで挿通させて鞘部樹脂１４のみを加熱融着し、参考例１と同様に、青、白、桃色の外観色を呈する直径２４０μｍの強化光ファイバコード３を得た。
【００３６】
この強化光ファイバコード３を実施例１と同様に、青Ｂ、白Ｗ、白Ｗ、桃色Ｐの順に４本平行に配列し、その外周を透明な紫外線硬化性樹脂１８で一括被覆して、厚さ０．４ｍｍ、幅１．１ｍｍのテープ状強化光ファイバコード４を得た。
【００３７】
得られた強化光ファイバコードは、識別性が良好で、着色部の剥離現象がなく、０．６５％伸張時の応力は１．６ｋｇであった。
これらの性能を表１にまとめて示す。
【００３８】
実施例２
参考例１と同じ鞘芯型複合繊維を使用し、これも参考例１と同じ１８０μｍの光ファイバ素線の外周に、１.白の鞘芯型複合繊維３本と青の鞘芯型複合繊維４本を縦添えした組合わせ、２.白の鞘芯型複合繊維３本と桃色の鞘芯型複合繊維４本を縦添えした組合わせて、つまり、外周の４／７周が青ないし桃色、３／７が白色とし、実施例１と同じ熱硬化性樹脂で結着した外径２５０μｍの強化光ファイバコード５を得た。
【００３９】
得られたコードは、青／白色（図５）、桃／白色（図６）で構成されていることが明瞭に識別できるものであって、識別用のカラーバリエーションとして採用可能であった。
他の性能については、表１にまとめて示す。
【００４０】
比較例１
鞘部に着色を行っていない以外は参考例１と同様の鞘芯型複合繊維を使用し、これも参考例１と同様の方法で外径２５０μｍの強化光ファイバコードを得た。
【００４１】
この、単心強化光ファイバコードをボビンから繰り出し、その外周に着色された紫外線硬化性の樹脂をコートして内径２７０μｍのダイに通し紫外線照射装置に通して表面の着色樹脂を硬化した。
【００４２】
着色は、白、青、桃の３色としたが、得られた強化光ファイバコードの外径は２６０μｍで着色層厚みは約５μｍであった。
【００４３】
次いで、参考例１と同様の方法でテープ状強化光ファイバコードを得、その性能を同様に評価したが、識別性は不良で、着色部が容易に剥離しやすいもので、実用には問題があるものであった。
【００４４】
比較例２
鞘部に着色を行っていない以外は実施例２と同様の鞘芯型複合繊維を使用し、これも実施例１と同様の方法で外径２４０μｍの強化光ファイバコードを得た。
【００４５】
続いて、比較例１と同様にして単心強化光ファイバコードの外周に着色された紫外線硬化性の樹脂をコートして内径２７０μｍのダイに通し紫外線照射装置に通して表面の着色樹脂を硬化した。
【００４６】
着色は、白、青、桃の３色としたが、得られた強化光ファイバコードの外径は２６０μｍで着色層厚みは約１０μｍであった。
【００４７】
次いで、参考例１と同様の方法でテープ状強化光ファイバコードを得、その性能を同様に評価したが、識別性は不良で、着色部が容易に剥離しやすいもので、実用には問題があるものであった。
【００４８】
比較例３
２５デニール／５フィラメント鞘芯型複合繊維の使用本数を４本とした以外は比較例１と同様の方法で、外径２２０μｍの強化光ファイバコードを得た。
【００４９】
引続いて、単心強化光ファイバコードの外周に着色された紫外線硬化性の樹脂をコートして内径２７０μｍのダイに通し紫外線照射装置に通して表面の着色樹脂を硬化した。
【００５０】
着色は、白、青、桃の３色としたが、得られた強化光ファイバコードの外径は２６０μｍで着色層厚みは約２０μｍであった。
【００５１】
次いで、参考例１と同様の方法でテープ状強化光ファイバコードを得、その性能を同様に評価したが、識別性は、着色層厚みが厚いので良好であり、着色部の剥離もないが、補強繊維の含有率が少ないため、０．６５％伸張時の応力が１．２ｋｇと低く、実用上、抗張力性に問題があるものであった。
【００５２】
【表１】
0003940498.tif 000002
【００５３】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明の強化光ファイバコードは、鞘芯型複合繊維の鞘部の着色により識別可能としているので、接続作業等での着色部の剥離や脱色がなく実用性の高い単心強化光ファイバコードあるいは、この単心強化光ファイバコードを複数本並列に配置したテープ状強化光ファイバコードを提供できる。又、使用する鞘芯型複合繊維の鞘部の着色の異なるものの組合わせによって、強化光ファイバコードの外周に複数の配色をすることが、比較的簡単にできるので、カラーバリエーションを増やすことが出来、多芯の強化光ファイバコードの識別が容易出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例１による強化光ファイバコードの断面図である。
【図２】  本発明の参考例１に用いた鞘芯型複合繊維の断面説明図である。
【図３】  本発明の実施例の強化光ファイバコードを用いたテープ状強化光ファイバコードの例を示す断面図である。
【図４】  本発明の実施例１による強化光ファイバコードの断面図である。
【図５】  本発明の実施例２による強化光ファイバコードの断面図である。
【図６】  本発明の実施例２による強化光ファイバコードの断面図である。
【図１】
0003940498.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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