(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、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなる３元共重合体であって、ビニリデンフロライド成分が４５〜５７モル％、テトラフロロエチレン成分が３１〜３５モル％、ヘキサフロロプロペン成分が１２〜２０モル％の範囲にあり、ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３５０〜１．３８０の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度(ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０)の値が３５〜４５の範囲にあり、メルトフローインデックス（２３０℃、荷重３．８Ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ条件）が５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動性を示す樹脂からなる厚さ２〜５０μｍの鞘とを有する高ＮＡプラスチック光ファイバ裸線の外側に、１２０℃以上の融点を有しかつビカット軟化温度（ＡＳＴＭ  Ｄ１５２５）が１１０℃以上であるビニリデンフロライド系樹脂からなる保護層を２μｍ〜３００μｍの厚さに密着して被覆した高ＮＡプラスチック光ファイバ素線。
【請求項２】
ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる芯と、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなる３元共重合体であって、ビニリデンフロライド成分が４５〜５７モル％、テトラフロロエチレン成分が３１〜３５モル％、ヘキサフロロプロペン成分が１２〜２０モル％の範囲にあり、ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３５０〜１．３８０の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度(ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０)の値が３５〜４５の範囲にあり、メルトフローインデックス（２３０℃、荷重３．８Ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ条件）が５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動性を示す樹脂からなる厚さ２〜５０μｍの鞘とを有する高ＮＡプラスチック光ファイバ裸線の外側に、ナイロン１２又は１１樹脂からなる保護層を２μｍ〜３００μｍの厚さに密着して被覆した高ＮＡプラスチック光ファイバ素線。
【請求項３】
上記保護層が黒色の光遮蔽樹脂からなる請求項１または２の高ＮＡプラスチック光ファイバ素線。
【請求項４】
ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる芯と、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなる３元共重合体であって、ビニリデンフロライド成分が４５〜５７モル％、テトラフロロエチレン成分が３１〜３５モル％、ヘキサフロロプロペン成分が１２〜２０モル％の範囲にあり、ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３５０〜１．３８０の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度(ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０)の値が３５〜４５の範囲にあり、メルトフローインデックス（２３０℃、荷重３．８Ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ条件）が５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動性を示す樹脂からなる厚さ２〜５０μｍの鞘とを有する高ＮＡプラスチック光ファイバ裸線の外側に、ポリエチレンからなる被覆層を形成した高ＮＡプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかのプラスチック光ファイバ素線の外側に、熱可塑性樹脂からなる被覆層を形成した高ＮＡプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項６】
上記熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂である請求項５のプラスチック光ファイバケーブル。
【請求項７】
自動車内の配線として使用する請求項６のプラスチック光ファイバケーブル。
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
芯をポリメチルメタクリレート系樹脂（以下、「ＰＭＭＡ系樹脂」と記す）とするプラスチック光ファイバの鞘樹脂としては、フルオロアルキルメタクリレート系の共重合体が知られている。特公平７−１１６０５号公報にはそのような鞘樹脂が示されているが、その屈折率は精々１．４０前後である。また、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンの共重合体、特に共重合組成が８０モル％／２０モル％で屈折率が１．４０３の２元共重合体が有名である。ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペン共重合体についても公知であり、特公昭６２−３４０１号公報にはビニリデンフロライド、テトラフロロエチレン、不飽和重合性化合物からなる共重合体が提案されているが、実際にこれらの鞘が使用されているプラスチック光ファイバ商品は未だ市場で実用化されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年プラスチック光ファイバは、ライトガイド、光電センサー、自動車内の近距離敷設配線、オーディオ用配線、ＦＡ用配線など、比較的短距離に使用されるものが多くなっているが、問題は、ＰＭＭＡ系プラスチック光ファイバの場合、理論ＮＡが０．５５程度以下のため、プラスチック光ファイバを曲げたときのロスが大きいという問題があった。その外、ライトガイドや光電センサーに使用する場合には、受光量が小さいという問題があった。そして、自動車の中の配線や、ネットワークの配線の場合には、敷設時の曲げ配線による光ロスの問題の他に、光ファイバを分岐したり結合したりする時の結合ロスの問題などがクローズアップされてはいるが、プラスチック光ファイバのＮＡについての特別の見直しはこの１０年間全くなされていないのが実情であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は第１に、ポリメチルメタクリレート系樹脂からなる芯と、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなる３元共重合体であって、ビニリデンフロライド成分が４５〜５７モル％、テトラフロロエチレン成分が３１〜３５モル％、ヘキサフロロプロペン成分が１２〜２０モル％の範囲にあり、ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３５０〜１．３８０の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度(ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０)の値が３５〜４５の範囲にあり、メルトフローインデックス（２３０℃、荷重３．８Ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ条件）が５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動性を示す樹脂からなる厚さ２〜５０μｍの鞘とを有する高ＮＡプラスチック光ファイバ裸線の外側に、１２０℃以上の融点を有しかつビカット軟化温度（ＡＳＴＭ  Ｄ１５２５）が１１０℃以上であるビニリデンフロライド系樹脂からなる保護層を２μｍ〜３００μｍの厚さに密着して被覆した高ＮＡプラスチック光ファイバ素線である。
【０００６】
また、第２の発明は、上記高ＮＡプラスチック光ファイバ裸線の外側に、ナイロン１２又は１１からなる保護層を２μｍ〜３００μｍの厚さに密着して被覆した高ＮＡプラスチック光ファイバ素線である。
【０００８】
またさらに、第３の発明は、上記素線において保護層樹脂が黒色の光遮蔽樹脂である高ＮＡプラスチック光ファイバ素線である。
【０００９】
第４の発明は、上記裸線の外側に、ポリエチレンからなる被覆層を形成した高ＮＡプラスチック光ファイバケーブルである。
【００１１】
第５の発明は、上記素線の外側に、熱可塑性樹脂からなる被覆層を形成した高ＮＡプラスチック光ファイバケーブルであり、第６の発明は該熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂からなる被覆層を形成した高ＮＡプラスチック光ファイバケーブルであり、第７の発明は該ポリアミド系樹脂被覆のケーブルを車載用配線に使用するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に用いるＰＭＭＡ系樹脂が、プラスチック光ファイバの芯として信頼性が高いことは公知である。本発明で用いるＰＭＭＡ系樹脂としてはメチルメタクリレート単独重合体（ＰＭＭＡ）や、メチルメタクリレートを５０重量％以上含んだ共重合体で、共重合可能な成分として、アクリル酸メチル、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、スチレンなどがあり、これらの中から一種以上適宜選択して共重合させたものなどである。
【００１３】
鞘樹脂としてはフルオロアルキルメタクリレート系の共重合体が耐熱的に安定な伝送損失値を維持することから、通信用途やＦＡ用途では使用されてきた。しかし、これらの鞘樹脂の屈折率は１．４２〜１．４０前後である。理論ＮＡは芯樹脂の屈折率の２乗と鞘樹脂の屈折率の２乗の差の平方根で示されるが、２０℃におけるナトリウムＤ線で測定した屈折率を指標に議論するとＮＡは０．５２程度が上限である。他方、ビニリデンフロライド系の樹脂として実用化されているものは、ビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％からなる共重合体で屈折率が１．４０３のものや、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンとヘキサフロロアセトンの共重合体で屈折率が１．４００の樹脂であり、これもＮＡは０．５２程度であった。
【００１４】
上記のような鞘樹脂を用いてなるプラスチック光ファイバケーブルは、曲げ半径１０ｍｍの棒に１回巻き付けただけで２ｄＢ程度のロスが出るというのが現状である。従って、自動車の中のネットワークに配線する場合などでは、ファイバを非常に狭い空間で引き回すことになるため、その曲げによる光ロスは深刻な問題となっている。
【００１５】
ファイバの曲げによる光ロスを低減するにはＮＡを上げることが有効であることは分かっているが、その試みは成功しておらず、現在は依然として低いＮＡのファイバが使用されている。一方ライトガイドや光電センサーの用途でも、出来るだけ受光量を大きくしたいという要望がある。光ファイバが受光出来る光量は概ねＮＡの２乗に比例するということも判っているので、ＮＡの高いプラスチック光ファイバが望まれているが、ＰＭＭＡ系樹脂からなる芯を有するプラスチック光ファイバで実用化されているファイバのＮＡはいずれも０．５５を上回るようなものは無いという現実がある。
【００１６】
本発明の目的は、曲げロスが小さく且つ過酷な環境での使用に耐えるプラスチック光ファイバを提供することにあり、具体的には、理論ＮＡが大きく、耐熱性及び耐薬品性に優れたプラスチック光ファイバ素線及びケーブルを提供することにある。
【００１７】
本発明者は、ＮＡの高い光ファイバを開発すべく鋭意検討の結果、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンからなる３元共重合体またはビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペンからなる２元共重合体であって、ビニリデンフロライド成分が３０〜９２モル％、テトラフロロエチレン成分が０〜５５モル％、ヘキサフロロプロペン成分が８〜２５％の範囲にあり、メルトフローインデックス（２３０℃、荷重３．８Ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ条件）が５ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分の流動性を示す樹脂がナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３５０〜１．３８０の範囲にあり、当該樹脂で鞘を形成し、芯をＰＭＭＡ系樹脂とした場合に、ＮＡが０．６０前後の非常にＮＡの高いプラスチック光ファイバが得られることがわかった。しかしながら、当該鞘樹脂は硬度が低く耐熱性に劣るために、該鞘樹脂を用いて構成した裸線は実際の使用には耐えられなかった。そこで、本発明者がさらなる検討を行なった結果、これにポリエチレン樹脂を被覆してケーブルにして使用すれば、少なくとも８０℃の高温で９５％湿度の条件下でも１０００時間程度の長期間にわたり伝送損失が増加することが無いことを発見した。
【００１８】
プラスチック光ファイバとしての使用に耐えるには、鞘樹脂が余り柔らか過ぎても実用化できない。柔らか過ぎる鞘樹脂は鞘がべたつき、裸線同士が融着してしまい、ボビンに巻き取ることができず、機械的な締付によって鞘が流れるなど、ファイバの信頼性が損なわれるためである。本発明において屈折率と透明性と硬度を満足する鞘樹脂は、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％の範囲にあり、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０）が３５〜４５の範囲にある樹脂である。
【００１９】
本発明において、鞘樹脂として上記ショア硬度が３５未満の樹脂を用いる場合、芯と鞘を複合紡糸して裸線を巻き取ると、該裸線がほどけにくくなるため、裸線を巻き取らないで、連続的にポリエチレン樹脂で被覆することにより支障なく本発明のケーブルを製造することができる。
【００２０】
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。
【００２１】
【数１】
0003850961.tif 000002
【００２２】
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
【００２３】
図１に本発明のプラスチック光ファイバケーブルの一実施形態の断面模式図を示す。図中、１は芯、２は鞘、４は被覆層で、５はプラスチック光ファイバ裸線、７はプラスチック光ファイバケーブルである。当該ケーブルにおいて、芯１の直径は２００〜３０００μｍ、鞘２の厚さは２〜５０μｍ、被覆層４の厚さは２０〜１０００μｍが好ましく、さらには芯１の直径が４８０〜１４８０μｍ、鞘２の厚さが５〜２５μｍ、被覆層４の厚さは１００〜１０００μｍが望ましい。
【００２４】
さらに、本発明においては、鞘と保護層が溶融して強く密着し、ピストニングが生じないように特定の耐熱樹脂をＰＭＭＡ系樹脂からなる芯と上記特定の樹脂からなる鞘とで構成される裸線の外側に薄く保護被覆して素線とし、その上に熱可塑性樹脂を被覆したケーブルとすれば１００℃〜１１０℃の温度でも寸法の変化の少ない、そして伝送損失値も安定した耐熱ケーブルが得られることも発見し本発明を完成した。
【００２５】
図２に当該プラスチック光ファイバケーブルの一実施形態の断面模式図を示す。図１と同じ部材には同じ符号を付した。また、図中の３は保護層、６はプラスチック光ファイバ素線である。本ケーブルにおいても、芯１の直径や鞘２の厚さの好ましい範囲は図１に示したケーブルと同様である。
【００２６】
本発明のプラスチック光ファイバ素線の第一は、本発明のプラスチック光ファイバ裸線の外側に、１２０℃以上の融点を有しかつビカット軟化温度（ＡＳＴＭＤ１５２５）が１１０℃以上であるビニリデンフロライド系樹脂の保護層を２μｍ〜３００μｍの厚さに被覆してなる。ここでビカット軟化温度は、ＡＳＴＭＤ１５２５に準じて荷重１．０ｋｇ、昇温速度２℃／分で針が深さ１ｍｍ刺さった時の温度を言う。
【００２７】
本発明の素線において、保護層樹脂であ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うち融点が１２０℃以上の結晶性を有する耐熱樹脂で、それらの共重合体はビニリデンフロライド構造成分がより好ましくは５０重量％以上のものが、鞘層と保護層が接着し一体となって光ファイバを保護する。即ち保護層の高い融点と熱変形温度の高い樹脂がプラスチック光ファイバの裸線にぴったりと密着して補強し、加熱による寸法収縮を押さえ、外部からの機械的なダメージから裸線を保護する役割を演じる。
【００２８】
本発明のプラスチック光ファイバ素線は保護層により寸法や、側面からの変形などの構造的なダメージから安全に保護されているのみならず、光学的にも、もとの鞘樹脂が本質的に結晶性が小さく、透明性が高いことから、伝送損失も安定しており、保護層樹脂そのものが耐油性に優れているので、外部からの可塑剤や添加剤の影響を小さくさせることが出来る。そのため、もとの鞘樹脂の低い硬度や低い熱変形温度からは期待できないような１００℃〜１１０℃という温度に耐えるプラスチック光ファイバ素線が得られる。
【００２９】
本願発明のプラスチック光ファイバ素線の第二は、保護層をナイロン１２及びナイロン１１で形成するもので、上記第一の素線と同様に、耐熱性と鞘層との密着一体性を示す。ナイロン樹脂も本発明の裸線の鞘にしっかり付着し、剥離しようとすればファイバが伸びてしまうほどであり、保護層樹脂として有効である。
【００３０】
本発明の素線の製造方法としては二つの方法が挙げられる。一つは、芯と鞘と保護層を３層同時に複合紡糸によって紡糸するものであり、この場合は、保護層の耐熱樹脂にＰＭＭＡ系樹脂のファイバの強度アップのための１．３〜５倍程度の延伸とアニール処理を施す。この方法は生産性に優れているが、耐熱樹脂に延伸がかかっているのであまり融点の高い樹脂の場合は、延伸歪みが大きく、かえって加熱によりファイバが収縮してしまうことがある。従って、保護層樹脂の融点は１２０℃〜１４０℃程度の比較的融点の低いビニリデンフロライド系樹脂を使用するのが好ましい。
【００３１】
二つ目の方法は、一旦裸線を得た後、電線被覆の要領で該裸線に保護層を被覆するものである。この場合は保護層には延伸をかけないので、保護層樹脂にはビニリデンフロライド系樹脂で融点が１５０〜１８０℃程度と比較的高い耐熱樹脂、例えばナイロン１２やナイロン１１の保護層を被覆するのに好都合である。
【００３２】
保護層は通常、特別に着色を施さないで使用するが、この層を顔料で着色することもできる。中でもカーボンブラックなどの顔料で光遮蔽が可能なように黒色に着色すると、その上に他の黒色以外の黄色や赤色や白色などの着色被覆層を形成してカラフルなケーブルが得られる。カーボンブラックで光遮蔽を行う場合、光遮蔽層の厚さ（μｍ）とカーボンブラック含有量（ｐｐｍ）の積が１００００ｐｐｍ・μｍ以上あればほぼ太陽の直射光の光の侵入を防ぐことができ、その上には自由にカラフルな被覆を施し識別を容易にし、ファッション性を高める事ができる。
【００３３】
本発明の素線は、そのまま薄い被覆のケーブルとして使用することも可能であるが、踏み付けなどの機械的な強度を付与したり、テンションメンバーを入れたり、ファッション性を高めるためにより厚い被覆層を設け、より完成度の高いケーブルとして使用することができる。該被覆層を形成するための熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、非ハロゲン難燃性ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル系の樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィンエラストマー樹脂などが使用出来る。本発明において当該被覆層の厚さは２０〜１０００μｍが好ましく、さらには１００〜１０００μｍが望ましい。
【００３４】
中でも、ポリアミド系樹脂はケーブルに耐熱性、耐油性を付与する上で好ましい。
【００３５】
特に、ビニリデンフロライド系樹脂からなる保護層を有する素線の上にナイロン１２またはナイロン１１を被覆したケーブルは、ガソリンや軽油やエンジンオイルなどの車の油類に対する耐久性が非常に高く、耐熱的にも１０５℃でも伝送損失値の安定した機械的な引張強度が強く、かつ繰り返し曲げに対しても非常に強く、曲げによる光ロスも少ないので、自動車内の配線に最適である。
【００３６】
また、ナイロン１２又は１１からなる保護層を有する素線の上にさらにナイロンを被覆したケーブルも同様に耐油性に優れたケーブルとして車載用、ＦＡ用或いはセンサー用として好適である。そして、ビニリデンフロライド系樹脂からなる保護層を有する素線の上に塩化ビニル樹脂を被覆したケーブルも、ビニリデンフロライド系樹脂からなる保護層が可塑剤の移行を防ぎ優れた伝送損失値の安定性を保証する。
【００３７】
【実施例】
以下実施例に基づき説明する。
【００３８】
［実施例１］
屈折率ｎd20が１．４９２、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、１．５ｇ／１０分であるポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）を芯樹脂として用いた。鞘樹脂としては、ビニリデンフロライド５７モル％、テトロフロロエチレン３１％、ヘキサフロロプロペン１２％からなる共重合体で、２３０℃、３．８Ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが３０ｇ／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４０の樹脂を用いた。この鞘樹脂は透明性に優れていた。鞘樹脂の各成分の含有量については、アセトン−ｄ６を９１重量部とα，α，α−トリフロロトルエン９重量部からなる混合溶媒１００重量部に鞘樹脂を９〜１０重量部精秤して溶解して調製した試料溶液を用い前述した通り、ＮＭＲで測定して求めた
上記の芯樹脂と鞘樹脂を複合紡糸ダイに供給し、ダイから排出されるストランドを２倍に延伸し、熱処理し、芯径９８０μｍ、鞘外径１０００μｍのプラスチック光ファイバ裸線を得た。さらにこの裸線をボビンに巻き取ることなく連続したケーブル化工程で黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍのプラスチック光ファイバケーブルを得た。このケーブルの理論ＮＡは０．６０である。
【００３９】
このプラスチック光ファイバケープルの伝送損失は６５０ｎｍの波長で、入射ＮＡ０．１５で測定して１２９ｄＢ／ｋｍであった。本プラスチック光ファイバケーブルを８０℃で９５％の湿度のオーブンに１０００時間放置したときの伝送損失値は１６５ｄＢ／ｋｍと安定していた。本ケーブルの裸線とポリエチレンジャケットの突出引っ込みは０．５ｍｍの引っ込みであった。
【００４０】
もう一つの実験として、本実施例のプラスチック光ファイバ裸線の外側に、２３℃におけるショアＤ硬度が７４で、引張破断伸度が４００％、融点１７０℃、ビカット軟化温度が１２５℃のビニリデンフロライド系樹脂を被覆材として厚さ２００μｍに被覆し、直径１．４ｍｍのプラスチック光ファイバ素線を得た。この素線の上に耐熱性塩化ビニル樹脂を被覆し、直径２．２ｍｍのプラスチック光ファイバケーブルを得た。
【００４１】
上記ケーブルを１１０℃の恒温槽に１０００時間放置したときの伝送損失は、テスト前の値が１３０ｄＢ／ｋｍに対し、テスト後は１５０ｄＢ／ｋｍで安定していた。なお、素線と裸線は密着して一体となっており、先端部の突出引っ込みは０であった。素線と塩化ビニル樹脂ジャケットとの突出引っ込みは０．２ｍｍの突出にしかすぎず、本プラスチック光ファイバケーブルの耐熱性は十分確保出来ていた。
【００４２】
［実施例２］
芯樹脂及び鞘樹脂は実施例１と同じものを用いた。保護層としてはビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレンの２０モル％の共重合体で、メルトフローインデックスが３０ｇ／１０分の樹脂を用いた。この樹脂の融点は１２７℃、ビカット軟化温度は１１９℃であった。
【００４３】
上記芯樹脂、鞘樹脂、保護層樹脂の３つの樹脂を３層複合紡糸ダイに導入し、得られるストランドを２倍で延伸し、さらにアニール処理して、芯径９７０μｍ、鞘外径９８５μｍ、素線外径１０００μｍのプラスチック光ファイバ素線を得た。この素線の伝送損失は６５０ｎｍの波長で、入射ＮＡ０．１５で測定して１２５ｄＢ／ｋｍであった。また、本プラスチック光ファイバ素線を８０℃で９５％の湿度のオーブンに１０００時間放置したときの伝送損失値は１６０ｄＢ／ｋｍと安定していた。
【００４４】
次に上記素線の上に、ナイロン１２の被覆を行い、直径２．２ｍｍのケーブルを得た。このケーブルの伝送損失値は１３５ｄＢ／ｋｍであった。このケーブルを１０５℃の恒温槽に１０００時間放置した後の伝送損失は１４５ｄＢ／ｋｍで当該テスト前と殆ど変わらなかった。
【００４５】
また、ケーブルの先端部における素線とナイロンジャケットの突出引っ込みは０．１ｍｍの引っ込みしかなかった。さらにケーブル全体の寸法は９９．４％保持された。
【００４６】
さらに耐油性を調べるため、先端部は直接油と触れないようにして、２３℃にて軽油及びガソリンに５００時間浸漬したが、プラスチック光ファイバの伝送損失の変化もなく、ケーブルの腐食もなかった。このようにこのケーブルは車載用ケーブルとして好ましいものであった。
【００４７】
［比較例１］
鞘樹脂としてビニリデンフロライド８０モル％とテトロフロロエチレン２０モル％からなる共重合体で、屈折率が１．４０３、ショアＤ硬度が６０の樹脂を用いた他は実施例１と同様にしてポリエチレン被覆のプラスチック光ファイバケーブルを得た。伝送損失は６５０ｎｍの波長で、入射ＮＡ０．１５で測定し１３０ｄＢ／ｋｍであった。
【００４８】
本プラスチック光ファイバケーブルを８０℃で９５％の湿度のオーブンに１０００時間放置した時の伝送損失値は３８０ｄＢ／ｋｍとロスが増えていた。
【００４９】
［実施例３］
実施例２のプラスチック光ファイバケーブルと比較例１のプラスチック光ファイバケーブルの曲げによる光量のロスと、ＬＥＤからの受光量の違いを測定した。
【００５０】
各光ファイバケーブルをそれぞれ２ｍ取り、中央部を標準の棒（半径：５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ）に３６０°で１回巻き付けたときのロスを測定した。測定には、ハクトロニクス（Ｈａｋｕｔｒｏｎｉｃｓ）社製「ｐｈｏｔｏｍ２０５」のオプティカルパワメータを用いた。光源として一つは同パワーメータ内蔵の入射ＮＡが０．６以上のＬＥＤと、もう一つは入射ＮＡ０．２のＬＥＤ（日本電気（株）製「ＮＬ２１００」）の二つの光源で測定した。その結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
0003850961.tif 000003
【００５２】
［実施例４］
実施例１で得たプラスチック光ファイバ裸線の上に、電線被覆方式によりカーボンブラックが５００ｐｐｍ含有された黒色のナイロン１２を５０μｍの厚さに保護被覆して直径１．１ｍｍの素線を得た。この素線の伝送損失は６５０ｎｍの波長で、入射ＮＡ０．１５で測定して１２９ｄＢ／ｋｍであった。本プラスチック光ファイバ素線を１００℃のオーブンに１０００時間放置したときの伝送損失値は１４５ｄＢ／ｋｍと安定していた。本素線はナイロンの被覆はエナメル線のごとくしっかりと鞘に付着し剥離しなかった。そこで、この素線のまま、光遮蔽層を有する薄肉耐熱ケーブルとして光電センサー用に適し得るものであることが判った。
【００５３】
［実施例５］
実施例２で得たプラスチック光ファイバ素線の上に電線被覆方式によりカーボンブラックが５００ｐｐｍ含有された黒色のナイロン１２を１５０μｍの厚さに保護被覆して直径１．３ｍｍの被覆のナイロン細径ケーブルを得た。さらにその上に電線被覆方式により黄色のナイロン１２樹脂を被覆し、直径２．２ｍｍのケーブルを得た。本ケーブルの伝送損失は１３５ｄＢ／ｋｍであった。このケーブルの被覆をワイヤーストリッパーで剥がすと、黄色と黒色のナイロン層まで剥がすことができた。然るに、実施例４の場合は鞘層の上に直接被覆したナイロンは鞘との密着力が強かったため、剥離が不可能であったのに対し、本実施例では、保護層がビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％からなる共重合体であり、ナイロン層と融着していないためである。
【００５４】
上記ケーブルを５０ｍ取り、その両端に黒色コネクターを接続しトスリンクテスタを用いて直射日光の下にケーブルをさらしながら、試料ケーブルが被覆の外から受け取った光量を測定した。この間ＬＥＤは点灯させないでパワーを測定した。その結果−４０ｄＢｍ以下の光漏れ込みにすぎなかった。次に、このケーブルを２３℃にて軽油及びガソリンに５００時間浸漬したがプラスチック光ファイバの伝送損失の変化もなく、ケーブルの腐食もなかった。
【００５５】
このケーブルを用いて１０５℃で１０００時間の耐熱テストを行ったが、伝送損失は１４０ｄＢ／ｋｍで安定していた。
【００５６】
このケーブルは車載用ケーブルとして好ましいものであった。
【００５７】
［実施例６］
実施例１と同じ芯樹脂及び鞘樹脂を用いて得た、芯径９４０μｍ、鞘外径９６０μｍのプラスチック光ファイバ裸線の上に、電線被覆方式により、カーボンブラックが１０００ｐｐｍ含有された黒色の、２３℃におけるショアＤ硬度が７４で、引張破断伸度が４００％、融点１７０℃、ビカット軟化温度が１２５℃の、ビニリデンフロライド系樹脂を被覆材として厚さ２０μｍに被覆し、直径１．０ｍｍのプラスチック光ファイバ素線を得た。この素線の上に電線被覆方式により黄色のナイロン１２樹脂を被覆して直径２．２ｍｍのケーブルを得た。本ケーブルの伝送損失は１３３ｄＢ／ｋｍであった。このケーブルの被覆をワイヤーストリッパーで剥がすと、黄色のナイロン層が剥がれ黒色の保護層は残った。
【００５８】
上記ケーブルを５０ｍ取り、その両端に黒色コネクターを接続しトスリンクテスタを用いて直射日光の下にケーブルをさらしながら、試料ケーブルが被覆の外から受け取った光量を測定した。この間ＬＥＤは点灯させないでパワーを測定した。その結果−３５ｄＢｍ以下の光漏れ込みにすぎなかった。次に、このケーブルを２３℃にて軽油及びガソリンに５００時間浸漬したが、プラスチック光ファイバの伝送損失の変化もなく、ケーブルの腐食もなかった。このケーブルを用いて１０５℃で１０００時間の耐熱テストを行ったが、伝送損失は１３８ｄＢ／ｋｍで安定していた。
【００５９】
このケーブルは車載用ケーブルとして好ましいものであった。
【００６０】
［実施例７］
芯樹脂として屈折率ｎd20１．４９２のＰＭＭＡでメルトフローインデックスが１．５ｇ／１０分であるものを用いた。鞘樹脂としては、ビニリデンフロライド４５モル％、テトラフロロエチレン３５モル％、ヘキサフロロプロペン２０モル％、メルトフローインデックスが２５ｇ／１０分、屈折率が１．３５５で、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０）の値が３６の樹脂を用いた。この樹脂は透明性に優れていた。鞘樹脂の各成分の含有量は実施例１に記載した測定方法に準じて測定した。
【００６１】
保護層としては、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％で、メルトフローインデックスが３０ｇ／１０分の鞘樹脂を用いた。この樹脂の融点は１２７℃、ビカット軟化温度は１１９℃であった。
【００６２】
上記芯樹脂、鞘樹脂、保護層樹脂を３層複合紡糸ダイに導入し、得られるストランドを２倍で延伸し、さらにアニール処理して、芯径９７０μｍ、鞘外径９８５μｍ、素線外径１０００μｍのプラスチック光ファイバ素線を得た。この素線の伝送損失は６５０ｎｍの波長で、入射ＮＡ０．１５で測定して１３５ｄＢ／ｋｍであった。本素線を８０℃で９５％の湿度のオーブンに１０００時間放置した時の伝送損失は１７０ｄＢ／ｋｍと安定していた。
【００６３】
上記素線の外側に、ナイロン１２の被覆を行ない、２．２ｍｍのケーブルを得た。このケーブルの伝送損失は１４０ｄＢ／ｋｍであった。このケーブルを１０５℃の恒温槽に１０００時間放置した時の伝送損失は１４６ｄＢ／ｋｍで、テスト前とほとんど変わらなかった。また、ケーブルの先端における素線とナイロンジャケットとの突出引っ込みは０．２ｍｍの引っ込みしかなかった。さらに、ケーブル全体の寸法は９９．４％保持された。さらに耐油性を調べるため、先端部は直接油と触れないようにして、２３℃にて軽油及びガソリンに５００時間浸漬したが、プラスチック光ファイバの伝送損失の変化もなく、ケーブルの腐食もなかった。このように、本実施例のケーブルは車載用ケーブルとして好ましいものであった。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプラスチック光ファイバ素線及びケーブルは、屈折率の低い鞘樹脂を用いて形成されているため、従来のＰＭＭＡ系樹脂を芯に用いたファイバに比較して大幅にＮＡを高め、曲げによる光量ロスを大幅に削減し、受光量を高めることができた。当該鞘樹脂は、前述したように、硬度が低く、耐熱性も低いが、ポリエチレン樹脂による被覆層を形成したケーブルとすることにより、変形を防止し、耐熱性を高めて使用に耐えるようにすることができた。また、ビニリデンフロライド系樹脂やナイロン１１、１２などの耐熱樹脂による保護層を形成した素線、或いは該素線にさらに熱可塑性樹脂からなる被覆層を設けたケーブルとすることによっても、耐熱性、耐湿性、耐薬品性に富んだものとすることができ、自動車内等過酷で且つ狭い環境においても十分使用に耐える配線が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高ＮＡプラスチック光ファイバケーブルの一実施形態の断面模式図である。
【図２】本発明の高ＮＡプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面模式図である。
【符号の説明】
１  芯
２  鞘
３  保護層
４  被覆層
５  プラスチック光ファイバ裸線
６  プラスチック光ファイバ素線
７  プラスチック光ファイバケーブル
【図１】
0003850961.tif 000004
【図２】
0003850961.tif 000005