(57)【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芯と、該芯の周囲を取り囲む上記芯を構成する樹脂よりも屈折率の低いフルオロアルキルメタクリレート共重合体、及び／又は、ビニリデンフロライド系樹脂からなる鞘と、該鞘の周囲を取り囲む、ナイロン１２に接着性を有する樹脂組成物であって酸無水物構造或いはカルボン酸基を有するメタクリレート系共重合体とビニリデンフロライド系樹脂との混合物からなる厚さ０．５〜５０μｍの接着層と、を３層複合紡糸により紡糸する工程、得られた３層構造のプラスチック光ファイバ素線の周囲に、ナイロン１２を押し出し被覆により１００〜１０００μｍの厚さに融着させてなる工程を含むことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項２】
上記酸無水物構造或いはカルボン酸基を有するメタクリレート系共重合体が、メチルメタクリレートとメタクリル酸またはアクリル酸との共重合体、及びメチルメタクリレートとメタクリル酸またはアクリル酸とスチレンとの共重合体からなる群から選ばれる共重合体のカルボン酸基の一部または全部を高温で脱水環化した六員環酸無水物構造を含む共重合体である請求項１記載のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
【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、パソコン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ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通信技術に用いられるプラスチック光ファイバとしては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）系樹脂からなる芯を備えた、芯と鞘と保護層からなる３層構造のプラスチック光ファイバ素線が知られている。また、上記素線の外側に、ナイロン１２をジャケット被覆したプラスチック光ファイバケーブルも良く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プラスチック光ファイバの端末処理は、光ファイバを用いた通信の信頼性に多大な影響を与える。そのため、ファイバの先端部の固定位置が変動しないように該先端部を固定するために、コストのかかる先端部の加工が必要であった。
【０００４】
本発明の目的は、先端加工のコスト削減が可能なプラスチック光ファイバケーブルを提供することにあり、具体的にはナイロン１２ジャケットが素線に強固に密着し、先端加工が簡便で、且つ信頼性の高いプラスチック光ファイバケーブルを提供することにある。
【０００５】
【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。
【０００６】
即ち本発明のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法は、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる芯と、該芯の周囲を取り囲む上記芯を構成する樹脂よりも屈折率の低いフルオロアルキルメタクリレート共重合体、及び／又は、ビニリデンフロライド系樹脂からなる鞘と、該鞘の周囲を取り囲む、ナイロン１２に接着性を有する樹脂組成物であって酸無水物構造或いはカルボン酸基を有するメタクリレート系共重合体とビニリデンフロライド系樹脂との混合物からなる厚さ０．５〜５０μｍの接着層と、を３層複合紡糸により紡糸する工程、得られた３層構造のプラスチック光ファイバ素線の周囲に、ナイロン１２を押し出し被覆により１００〜１０００μｍの厚さに融着させてなる工程を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法においては、上記酸無水物構造或いはカルボン酸基を有するメタクリレート系共重合体が、メチルメタクリレートとメタクリル酸またはアクリル酸との共重合体、及びメチルメタクリレートとメタクリル酸またはアクリル酸とスチレンとの共重合体からなる群から選ばれる共重合体のカルボン酸基の一部または全部を高温で脱水環化した六員環酸無水物構造を含む共重合体であることが好ましい。
【０００８】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルにおいては、接着層によって芯と鞘構造からなる裸線とナイロン１２からなるジャケット（被覆層）が強固に固着して容易には剥離しないため、一体として取り扱うことができ、特に、ケーブル端末のコネクターへの固定の際には、ナイロン１２のジャケットを剥離することなく裸線と一体で処理することができるため、機械的に強固である。さらに、本発明においては、芯がケーブルから突出或いは引っ込むなどの不都合も生じないため光学的な結合の信頼性も高い。ナイロン１２は機械的に強靱で寸法安定性に優れるため、このような観点からもジャケットと裸線を一体で扱う効果は高い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明のプラスチック光ファイバケーブルの断面構造を模式的に示す。図中、６は素線で芯１、鞘２、接着層３の３層構造からなり、その外側にナイロン１２ジャケット４が被覆されている。本発明のケーブルにおいては、図１に示すように、ナイロン１２ジャケット４の外側に、必要に応じて外側ジャケット５を被覆することもできる。以下、各層について説明する。
【００１０】
本発明において芯を構成する芯樹脂として用いられるＰＭＭＡ系樹脂は、メチルメタクリレートの単独重合体やメチルメタクリレートとこれと共重合可能なモノマーとの共重合体であり、該モノマーとしては、アクリル酸メチルやアクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、イソプロピルマレイミドのようなマレイミド類、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンなどが挙げられ、これらの中から一種以上を適宜選択して用いる。当該ＰＭＭＡ系樹脂の分子量は、重量平均分子量として８万〜２０万程度のものが好ましく、特に１０万〜１２万のものが好ましい。
【００１１】
本発明において鞘を構成する鞘樹脂として用いられるフッ素系樹脂としては、芯樹脂よりも屈折率の低い樹脂であり、公知のフルオロアルキルメタクリレートの共重合体や、ビニリデンフロライド系樹脂を用いることができる。
【００１２】
上記のような芯樹脂からなる芯と、鞘樹脂からなる鞘との２層構造体の外側に、ナイロン１２に接着性を有する接着樹脂からなる接着層を配置する。本発明に用いる接着樹脂としては、好ましくは、酸無水物構造またはカルボン酸基を有するポリマーを含む樹脂組成物が好ましく、ビニリデンフロライド系樹脂に無水マレイン酸を反応させて変性させた樹脂や、望ましくは、酸無水物構造またはカルボン酸基を有するメタクリレート系共重合体とビニリデンフロライド系樹脂との混合物が挙げられる。該混合物に用いる酸無水物構造またはカルボン酸基を有するメタクリレート系共重合体としては、例えばメチルメタクリレートとメタクリル酸またはアクリル酸との共重合体、或いはそれらにさらにスチレンを共重合させた重合体、さらにより好ましくは、これらの共重合体のカルボン酸基の一部または全部を高温で脱水環化した下記に示すような六員環酸無水物構造単位を含む共重合体である。
【００１３】
【化１】
0004369550.tif 000002
【００１４】
上記のような六員環酸無水物構造体は成型工程の装置内でのゲル状物などの発生や発泡がなく非常に好ましい。カルボン酸基を有する場合には低濃度に適し、高濃度では成型時の加熱で発泡することを考慮しなければならない。
【００１５】
上記の他にも、メチルメタクリレートとスチレンと無水マレイン酸との共重合体、或いは該共重合体のメチルメタクリレートを、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレートのようなアルキルメタクリレートや、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレートのようなアルキルアクリレートや、トリフロロエチルメタクリレート、テトラフロロプロピルメタクリレートのようなフロロアルキルメタクリレートなどから選ばれる１種以上に置き換えても良い。ビニリデンフロライド系樹脂は可撓性があり、且つ本発明で用いる鞘樹脂との密着力が強く、該樹脂とカルボン酸基や酸無水物構造を有するメタクリレート系共重合体とを混合した樹脂組成物はナイロン１２とも良く接着するので好ましい。上記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、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン共重合体、ビニリデンフロライド−ヘキサフロロプロペン共重合体、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が挙げられる。
【００１６】
上記接着樹脂は透明であっても不透明であっても良く、屈折率は問わない。
【００１７】
本発明においては、上記した芯樹脂、鞘樹脂、接着樹脂を３層複合紡糸ダイに供給し、３層構造のプラスチック光ファイバ素線を形成する。この時の紡糸温度は２００℃〜２６０℃の範囲であり、好ましくは２３０℃〜２５０℃である。得られた素線は１．３〜３倍程度の延伸処理を施した後、クロスヘッドダイを用いた電線被覆装置を用いてナイロン１２を被覆する。ナイロン１２はおよそ１９０℃から２３０℃程度の樹脂温度で被覆し、素線の接着層と十分密着させる。
【００１８】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルにおける素線の直径は５００μｍ〜１５００μｍ程度であり、このうち鞘の厚さが１〜３０μｍ程度、接着層の厚さが０．５〜５０μｍ程度である。また、ナイロン１２ジャケットの厚さは１００μｍ〜１０００μｍであり、好ましくは１００μｍ〜３００μｍである。
【００１９】
本発明においては、前記したように、ナイロン１２ジャケットの上にさらに、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ジャケット（図１の外側ジャケット５）を設けることも可能であり、これらが難燃剤を含むものや架橋処理が施されたものであっても良い。
【００２０】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルはナイロン１２のジャケットを剥離しないでコネクターに接続することが好ましい。端末の固定方法としては、ナイロン１２ジャケットを締め付けて固定する方法や、接着剤で固定する方法、或いはケーブルの先端を熱板で膨大化して使用する方法などが適している。
【００２１】
【実施例】
芯樹脂として、屈折率ｎd20＝１．４９２のポリメチルメタクリレート樹脂で重量平均分子量が１０万の樹脂を用いた。鞘樹脂としては、ビニリデンフロライド５７モル％、テトラフロロエチレン３２モル％、ヘキサフロロプロペン１１モル％からなる、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ｎd20＝１．３６４、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０）の値が４１の樹脂を用いた。接着樹脂としては、メチルメタクリレートとメタクリル酸の共重合体を高温で脱水環化してなる六員環酸無水物構造単位が２重量％、メタクリル酸構造単位が１重量％、メチルメタクリレート構造単位が９７重量％からなるメチルメタクリレート系共重合体１０重量部と、ビニリデンフロライド９４モル％とヘキサフロロプロペン６モル％からなる共重合体９０重量部の溶融混合樹脂を用いた。この接着樹脂のメルトフローインデックスは２３０℃、３．８Ｋｇ荷重において１８ｇ／１０分であった。
【００２２】
上記芯樹脂、鞘樹脂、接着樹脂を３層複合紡糸ダイに導き、芯の直径が９６０μｍ、鞘の厚さが１０μｍ、接着層の厚さが１０μｍの最外径が１０００μｍのプラスチック光ファイバ素線を得た。この素線を用い、ナイロン１２を２００μｍの厚さに被覆した。さらに、その外側にもう一層ナイロン１２を被覆し、最外径が２．２ｍｍのプラスチック光ファイバケーブルを得た。
【００２３】
得られたケーブルのジャケットを剥がそうとすると、最外被覆は容易に剥がせたものの、内側のナイロン１２ジャケットはプラスチック光ファイバ素線にしっかり密着しており、無理に剥がそうとすると素線が伸びる程度に強固に密着していた。また、このケーブルを５ｍとって両端を剃刀で切断し、９０℃のオーブンに入れて先端面の突出引っ込みを調べたところ、１０００時間後でも先端面での突出引っ込みは全く見られなかった。
【００２４】
本ケーブルの伝送損失を、およそ５０ｍの長さでカットバック法により測定したところ、初期の伝送損失が６５０ｎｍ単色光で入射ＮＡを０．１５で測定して１３５ｄＢ／ｋｍであった。また、このケーブルを９０℃のオーブンに入れて１０００時間経過した後の伝送損失は１３７ｄＢ／ｋｍでほとんど変化はなかった。
【００２５】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、ジャケットが容易に剥離せず、機械的強度に優れ、一体で取り扱うことができる信頼性の高いプラスチック光ファイバケーブルが提供される。よって、コネクターへの結合に際しても高価な加工を必要とせず、より低コストで信頼性の高い通信が実現する。
【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断面模式図である。
【符号の説明】
１  芯
２  鞘
３  接着層
４  ナイロン１２ジャケット
５  外側ジャケット
６  素線
【図１】
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