(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス転移点Ｔｇが１４０℃以上の透明なポリカーボネート樹脂またはノルボルネン系樹脂からなる芯の周囲に、ビニリデンフロライド成分が４０〜６２モル％、テトラフロロエチレン成分が２８〜４０モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２２モル％からなり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０）の値が３５〜４５の鞘樹脂からなる鞘で取り囲み、さらにその周囲に、融点が１５０℃以上のビニリデンフロライド系樹脂またはナイロン１２樹脂からなる厚さ５０〜７００μｍの保護層を被膜したことを特徴とする耐熱プラスチック光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車載用配線、移動体配線、ＦＡ機器配線、などの光信号伝送や、光電センサーなどに使用される、プラスチック光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、耐熱プラスチック光ファイバとしては、ポリカーボネート樹脂やノルボルネン系樹脂を芯とするプラスチック光ファイバが良く知られており、これらに使用する鞘樹脂としてはα−フロロ−フルオロアルキルアクリレート系の共重合体、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ビニリデンフロライド系樹脂とＰＭＭＡとのブレンド体、ビニリデンフロライドとヘキサフロロアセトンとテトラフロロエチレンからなる共重合体、シリコン樹脂などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
熱可塑性の耐熱性透明樹脂としてポリカーボネート樹脂やノルボルネン系樹脂を芯樹脂として用いたプラスチック光ファイバの鞘樹脂に望まれる物性としては、耐熱性、透明性、及び芯との密着性が重要であるが、これらを全て満足するものは未だ見つかっていない。
【０００４】
プラスチック光ファイバの鞘としては２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）が５５以上のものが好ましいが、そのような樹脂でポリカーボネート樹脂やノルボルネン系樹脂によく接着する完全に透明な樹脂は見当たらないため、従来公知の鞘樹脂は、やや不透明のままやむを得ず使用したり、或いは、一見透明であっても湿度環境では白濁するものであったりするため、これらの鞘樹脂を用いた耐熱プラスチック光ファイバは伝送性能が十分に発揮されていなかった。
【０００５】
特に、従来の耐熱プラスチック光ファイバには、８５℃、９５％湿度と言った高温高湿度条件での１０００時間を超すような長期信頼性に満足できるものが無かった。
【０００６】
本発明の目的は、ポリカーボネート樹脂やノルボルネン系樹脂等耐熱性樹脂からなる芯を有し、十分な伝送性能と優れた耐熱性を備えた耐熱プラスチック光ファイバを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、以下の構成によって達成される。
【０００８】
即ち、本発明の耐熱プラスチック光ファイバは、ガラス転移点Ｔｇが１４０℃以上の透明なポリカーボネート樹脂またはノルボルネン系樹脂からなる芯の周囲に、ビニリデンフロライド成分が４０〜６２モル％、テトラフロロエチレン成分が２８〜４０モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２２モル％からなり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０）の値が３５〜４５の鞘樹脂からなる鞘で取り囲み、さらにその周囲に、融点が１５０℃以上のビニリデンフロライド系樹脂またはナイロン１２樹脂からなる厚さ５０〜７００μｍの保護層を被膜したことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、用いる鞘樹脂がポリカーボネート樹脂やノルボルネン系樹脂を芯樹脂とした場合の鞘樹脂としての要求物性を満足しないものの、特定の保護樹脂を組み合わせることにより、不足した性能を補い、十分な伝送性能とより優れた耐熱性とを実現したプラスチック光ファイバである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる鞘樹脂は、ビニリデンフロライド成分が４０〜６２モル％、テトラフロロエチレン成分が２８〜４０モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２２モル％からなる共重合体であり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０）の値が３５〜４５の鞘樹脂である。
【００１２】
上記鞘樹脂は透明であり、１４０℃以下でも当該透明性が変わることはなく、湿度に対しても白濁することがない。しかしながら、該鞘樹脂の融点は１２０℃程度でしか無く、そのままでは１２０℃以上の温度にさらされると容易に鞘樹脂が流動してしまう。しかも室温においても非常に軟らかく、鞘層を直接コネクタなどに固定するには強度的に耐えられない。
【００１３】
本発明においては、上記鞘樹脂がその軟らかさ故にしっとりと芯に貼り付くことを見出し、該鞘の上に特定の樹脂からなる保護層を組み合わせることにより上記耐熱性と強度における不都合を解消した。
【００１４】
本発明で用いられる鞘樹脂は、芯樹脂のポリカーボネート樹脂やノルボルネン樹脂とは相互に溶け相うことが無いので、これらの芯樹脂と鞘の密着性を上げるには鞘樹脂のショアＤ硬度を低くして３５〜４５のものを選ぶ必要がある。ただし３５未満では柔らかすぎて紡糸が不可能である。
【００１５】
本発明に用いる鞘樹脂の各成分の含有量は、ＮＭＲにより測定することができる。具体的には、鞘樹脂試料の適量をアセトン−ｄ６とα，α，α−トリフロロトルエンとの混合溶媒に溶解してなる試料溶液を用意し、観測周波数は1Ｈが４００ＭＨｚ、19Ｆが３７６ＭＨｚとし、化学シフトの基準物として、1Ｈ−ＮＭＲはテトラメチルシランを基準に換算し、19Ｆ−ＮＭＲはトリクロロフロロメタンを基準に換算した。スペクトルからの各成分濃度の算出は次式により求めた重量％組成を、モル％換算する。
【００１６】
【数１】
0004149605.tif 000002
【００１７】
尚、上記式中、
Ａ：試料溶液中のトリフロロトルエンｍｍｏｌ数
Ｂ：1Ｈ−ＮＭＲで２．２〜２．７ｐｐｍと３．０〜３．８ｐｐｍの積分値合計
Ｃ：1Ｈ−ＮＭＲで７．０〜８．５ｐｐｍの積分値
Ｄ：試料溶液中の試料ｍｇ数
Ｅ：19Ｆ−ＮＭＲで−６７〜−７８ｐｐｍの積分値
Ｆ：19Ｆ−ＮＭＲで−６２〜−６６ｐｐｍの積分値
【００１８】
本発明に用いられる芯樹脂としては、Ｔｇが１４０℃以上の透明な樹脂であり、例えば、ポリカーボネート樹脂やノルボルネン系樹脂であり、ノルボルネン系樹脂として具体的にはＪＳＲ社製品の「アートン」があり、そのほか日本ゼオン社製品のゼオネックス樹脂などが好適に用いられる。
【００１９】
本発明で用いられる保護層樹脂としては、上記鞘樹脂からなる鞘によく接着し、且つ融点が１５０℃以上の耐熱樹脂であり、好ましくはショアＤ硬度が５０以上と十分な耐熱性と硬度を備えた樹脂であり、そのような樹脂として、ビニリデンフロライド系樹脂またはナイロン１２を用いる。
【００２０】
本発明に保護層樹脂として用いられるビニリデンフロライド系樹脂としては、ポリビニリデンフロライド、ポリビニリデンフロライド−クロロトリフロロエチレンのランダム共重合体にビニリデンフロライドをグラフトさせた共重合体、ポリビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン共重合体、ポリビニリデンフロライド−ヘキサフロロプロペン共重合体、ポリビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロペン共重合体、ポリビニリデンフロライド−クロロトリフロロエチレン共重合体などの樹脂であり、ビニリデンフロライド構造成分を少なくとも５０重量％以上含有するものである。
【００２１】
同様に本発明に保護層樹脂として用いられるのはナイロン１２である。ナイロン１２は融点が１７８℃、ショアＤ硬度が７０程度であり、上記鞘樹脂と非常に強い接着力を有するため、本発明に好ましく用いられる。
【００２２】
本発明の耐熱プラスチック光ファイバは、上記したように鞘樹脂が柔らかく強度が低いため、あくまで芯・鞘・保護層を一体として取扱い、端末処理においても保護層を剥がすことなく使用する。
【００２３】
本発明の耐熱プラスチック光ファイバは、上記樹脂の組み合わせにより、１２０℃〜１４０℃程度の温度においても、やむを得ない芯樹脂の酸化劣化によるロス増加の範囲内でのロス増加にとどまり、より安定した伝送性能を維持することができる。
【００２４】
本発明のプラスチック光ファイバの製造方法は、芯樹脂、鞘樹脂を２層複合紡糸ダイを用いて複合紡糸して裸線を形成し、該裸線をクロスヘッドダイに導入して保護層樹脂を被覆する方法、或いは、芯樹脂、鞘樹脂、保護層樹脂を３層複合紡糸ダイで複合紡糸して素線を形成し、該素線にさらに保護樹脂を厚く被覆する方法があり、いずれの方法でも好ましく用いられる。尚、３層複合紡糸した後にさらに保護樹脂を被覆する場合、複合紡糸する保護層樹脂と後から被覆する保護層樹脂は同じであっても異なるものであっても良く、いずれの場合も両者を併せて保護層とする。
【００２５】
本発明のプラスチック光ファイバにおいて、芯の直径は９００〜１１００μｍであり、鞘の厚さは５〜２５μｍである。また保護層の厚さは十分な補強効果を出すために最低５０μｍは必要であり、７００μｍもあれば十分である。より好ましくは１００〜３００μｍである。これらのプラスチック光ファイバはそのまま使用されることもあるし、その上にさらにポリエチレンやポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ナイロン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂の外被覆（ジャケット）を施してケーブルとして使用されたりする。
【００２６】
図１に本発明の耐熱プラスチック光ファイバに上記外被覆を設けてケーブルとした場合の断面模式図を示す。図中、１は芯、２は鞘、３は保護層、４は本発明の耐熱プラスチック光ファイバであり、５は外被覆である。
【００２７】
【実施例】
芯樹脂として分子量２．５万のポリカーボネート樹脂を使用した。この樹脂のＴｇはＤＳＣ測定の結果、１５０℃であった。また鞘樹脂としては、ビニリデンフロライドが５７モル％、テトロフロロエチレンが３２％、ヘキサフロロプロペンが１１％からなる共重合体であり、２４０℃、１０Ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが２７ｇ／１０分、屈折率が１．３６４で２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０）の値が４１の樹脂を用いた。
【００２８】
上記芯樹脂と鞘樹脂とを２層複合紡糸ダイに導き、芯の直径が９８０μｍ、鞘の外径が１０００μｍのプラスチック光ファイバ裸線を製造し、該裸線を電線被覆用のクロスヘッドダイに通して保護層を被覆した。保護層樹脂としてはビニリデンフロライドとクロロトリフロロエチレンからなる共重合体で融点が１７０℃、ショアＤ硬度が５５の樹脂を用いた。該保護層の厚さは２００μｍとし、直径が１．４ｍｍのファイバを得た。さらにこのファイバに上記保護層と同様にナイロン１２を外被覆し、最終外径２．２ｍｍのプラスチック光ファイバケーブルを得た。
【００２９】
得られたケーブルのナイロン１２被覆を剥がし、直径１．４ｍｍのファイバをコネクターに固定し、波長が７８０ｎｍのＬＥＤで伝送損失の経時変化を調べた。評価した環境は１４０℃の乾燥状態とした。その結果、初期の伝送損失が９００ｄＢ／ｋｍに対し、上記高温環境に２０００時間放置した後の値は９１０ｄＢ／ｋｍでほとんど劣化が見られなかった。さらに、８５℃で９５％の高温高湿度環境下に１０００時間、及び２０００時間放置した時にはそれぞれ、９５０ｄＢ／ｋｍ、１１５０ｄＢ／ｋｍと十分安定な値を示した。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、十分な伝送性能と耐熱性とを備えたプラスチック光ファイバが得られ、高温高湿度の環境下においても高い信頼性で長期にわたる使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の耐熱プラスチック光ファイバに外被覆を設けたケーブルの断面模式図である。
【符号の説明】
１  芯
２  鞘
３  保護層
４  耐熱プラスチック光ファイバ
５  外被覆
【図１】
0004149605.tif 000003