JPH09236735A

JPH09236735A - プラスチック光ファイバケーブル

Info

Publication number: JPH09236735A
Application number: JP6747196A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Toyoshima; 真一豊島; Hajime Munekuni; 肇宗國
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチック光ファイバケーブルの曲げによ
る光ロスを低減する。【解決手段】プラスチック光ファイバ裸線の外側に発
泡樹脂層４を設け、さらにその外側を非発泡樹脂層５で
保護する。【効果】ケーブルを曲げた際に、該曲げ部分において
プラスチック光ファイバ裸線１から漏れた光が、発泡樹
脂層４に内包される気泡によって反射されて該裸線１内
に回収され、光ロスが低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、光信号伝送の配
線、高速光通信のためのコンピュータ接続配線、交換機
回りの配線、工場自動機制御の配線、光センサー用配線
などに用いられるプラスチック光ファイバケーブルに関
する発明である。

【０００２】

【従来の技術】信号伝送にプラスチック光ファイバケー
ブルを使用する場合の注意点として、プラスチック光フ
ァイバはケーブルを曲げた時の光ロスが大きいため、ケ
ーブルの曲げ半径をできるだけ大きくして光ロスを小さ
くしなければならない、ということがある。ステップイ
ンデックス型の光ファイバの曲げによる光ロスは、光フ
ァイバの開口数ＮＡとファイバの直径に関係し、開口数
が大きい程、そして直径が小さい程、光ロスが小さくな
ることが理論的に考察されているが、開口数や直径を勝
手に変えることはできない。開口数はプラスチック光フ
ァイバの伝送帯域に関係し、高速の信号伝送を行なう必
要性が高い場合には開口数は小さくしなければならな
い。また光ファイバの直径を小さくすることは、受光量
を減らし、結合の容易さを損なうことになることなどか
ら好ましくない。結局プラスチック光ファイバの曲げに
よる光ロスを極力小さくしたいという要求への解決法は
見出されていないのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題を解決することにあり、上記開口数やファイバ直径
に関わらず曲げによる光ロスを低減したプラスチック光
ファイバを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、芯と鞘からな
るプラスチック光ファイバ裸線、又は該裸線の周りを透
明樹脂で被覆した素線、の外側を発泡樹脂により被覆し
たことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブルで
ある。

【０００５】プラスチック光ファイバ裸線は、芯とそれ
を取り巻く鞘から構成されているが、該裸線自体の曲げ
による光ロスに比べ該裸線を不透明な樹脂で保護被覆し
たケーブルでは特に曲げによる光ロスが格段に大きくな
っている。光ロスは特に、高速信号伝送を行なうため
に、プラスチック光ファイバの芯と鞘の屈折率の差を小
さくした開口数の低いファイバでその影響が強い。ここ
で、開口数ＮＡは次の式で示される。

【０００６】

【数１】

【０００７】ここで、ｎ₁ は芯を形成する樹脂の屈折
率、ｎ₂ は鞘を形成する樹脂の屈折率を示す。

【０００８】裸線の光ロスがケーブル化によって増大す
る理由として、ケーブル化によって該裸線が剛直化し、
該裸線にかかる応力歪みが大きくなり、曲げロスが増大
していることが挙げられるが、当該理由はあまり大きな
ものではない。

【０００９】上記ケーブル化した場合の曲げによる光ロ
スを低減するべく被覆樹脂をゴム状の柔らかなものにし
たり、或いは保護被覆層の厚さを薄くするなど種々の検
討を行ったが、顕著な効果は得られなかった。

【００１０】本発明者等は、裸線とケーブルの曲げによ
る光ロスの差の原因を究明した結果、裸線の場合には、
鞘の外側の空気層が好結果を与えているのではないかと
推定した。即ち、導光中のプラスチック光ファイバ裸線
を曲げると、曲げた局部においてより高次モードの光が
漏れるが、その漏れた光の一部が空気層を反射層として
反射され、ファイバ中に回収されるのではないかと考え
られる。そこで、本発明者等は、裸線の外側に無色の発
泡樹脂を巻き付けて該裸線を曲げてみたところ、光ロス
の増加はほとんど認められなかった。一方、裸線を曲げ
て直径２０ｍｍ程度の小さな輪を作って固定し、この裸
線に不透明な粘着テープを貼り付けると、それだけで光
ロスが増加することを確認し、本発明を達成した。

【００１１】

【発明の実施の形態】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図を図１に示す。図１の
（ａ）はプラスチック光ファイバ裸線を、（ｂ）は素線
を用いた例である。本発明において、裸線１は芯２、鞘
３から構成され、該裸線１の外側を発泡樹脂層４により
被覆されている。本発明においては、該発泡樹脂層４の
外側を非発泡樹脂層５で保護被覆することが好ましい。
また、素線６は上記裸線の外側に透明樹脂層７を設けて
構成され、その外側に発泡樹脂層４を設けて本発明のプ
ラスチック光ファイバケーブルとする。

【００１２】本発明において発泡樹脂層４を形成する発
泡樹脂としては、該樹脂層が充実しておらず、樹脂層内
に空気を含んでいれば特にその形態は限定されず、例え
ば気泡が樹脂内に分散した軽石状や、線状樹脂が絡み合
った綿状などいずれの形態も好ましく適用される。発泡
樹脂自体は透明性の高いものの方が、プラスチック光フ
ァイバケーブルを曲げた際に、ファイバから外に漏れた
光が、発泡樹脂の被膜を透過し発泡樹脂層内の気泡にお
いて該光を反射し回収するのに好都合であり、好まし
い。また、樹脂と気泡との体積比率は１０：１〜１：３
０程度が好ましく、１：１〜１：１０が望ましい。樹脂
素材としては、エチレン・エチルアクリレート共重合
体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル、ポリ
スチレン、アモルファスポリオレフィンなどが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。

【００１３】本発明において、プラスチック光ファイバ
裸線或いは素線に上記発泡樹脂を被覆する方法として
は、発泡源となるアゾジカルボンアミド、アゾビスイソ
ブチロニトリル、１，１’−アゾビス（１−シクロヘキ
サンカルボニトリル）など、熱分解により窒素ガスなど
の分解ガスを発する化学発泡剤を含んだ上記発泡樹脂素
材を、上記発泡剤が分解する温度以上に押出機中で加熱
しながら発泡させ、直接クロスヘッドダイを介して裸線
或いは素線に被覆する方法や、或いは、上記発泡剤を混
合した樹脂を、該発泡剤が熱分解しない温度で裸線或い
は素線に薄く充実被覆し、その後で、その上に充分高温
の樹脂を被覆し、該樹脂による加熱によって発泡せしめ
る方法などがある。通常は、プラスチック光ファイバケ
ーブルを発泡樹脂層を被覆したままで使用することは少
なく、図１に示したように、さらに外側に非発泡樹脂層
７を設ける場合が多いため、非発泡樹脂を発泡樹脂の加
熱に用いることができる後者の方法が好ましい。

【００１４】また、樹脂を発泡させる手段としては、化
学発泡剤の他に直接的にガスを樹脂に混合する方法があ
る。この場合、フロン１３４や１４２Ｄのようなガス
類、炭酸ガスや窒素ガス、空気などのガスを押出機で樹
脂に混合し、気泡を内包させた樹脂により、電線の被覆
と同様にクロスヘッドダイを用いて裸線或いは素線を被
覆する。

【００１５】本発明において、発泡樹脂層の厚さは、通
常直径が０．５〜１．０ｍｍ程度の光ファイバ裸線、素
線に対し、０．１〜０．６ｍｍが好ましく、望ましくは
０．１〜０．３ｍｍ程度とする。

【００１６】本発明に用いるプラスチック光ファイバ裸
線は、従来のものをそのまま用いることができ、裸線の
芯を形成する樹脂としては、ポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート、ポリスチレン、スチ
レン・メチルメタクリレート共重合体、アモルファスポ
リオレフィン樹脂などが挙げられ、鞘樹脂としては、ビ
ニリデンフロライド、テトラフルオロエチレン樹脂、フ
ッ化メタクリレート樹脂、樹脂製品として入手できるア
ートン、ゼオネックス（商品名）などの透明耐熱樹脂が
挙げられる。

【００１７】本発明においては、先に示したファイバの
開口数ＮＡが０．１〜０．４と低いファイバにおいて特
に効果が顕著である。

【００１８】また、本発明においては、プラスチック光
ファイバ裸線に限らず、該裸線の鞘の上に更に透明樹脂
を３μｍ〜２００μｍの厚さに被覆した素線も裸線同様
に用いることができる。該素線に用いる透明樹脂として
は、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン
・酢酸ビニル共重合体の他に、プラスチック光ファイバ
の鞘として公知の屈折率が１．３８〜１．４３程度と低
いビニリデンフロライド・テトラフロロエチレン共重合
体、フッ化メタクリレート樹脂などである。

【００１９】本発明においては、発泡樹脂層の外側を図
１の通り、非発泡樹脂層５で被覆して保護することが好
ましく、該非発泡樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、
ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリアミド樹脂、ビニリデンフロライド系樹脂、エ
チレンテトラフロロエチレン樹脂、プロピレンテトラフ
ロロエチレン樹脂などが使用できる。これらの樹脂に
は、難燃剤を含んだものを用いることもでき、また、非
発泡樹脂層を異なる複数の樹脂からなる多層構造として
も良い。

【００２０】

【実施例】

［実施例］芯樹脂として屈折率１．４９２のＰＭＭＡ
を、鞘樹脂として屈折率１．４６９のフッ素樹脂を用
い、これら２種類の樹脂を押出機で、芯／鞘２層同時に
紡糸できる複合紡糸ダイを用いて、芯径９８０μｍの周
囲を鞘樹脂で１０μｍの厚さに被覆して外径１．０ｍｍ
のプラスチック光ファイバ裸線を得た。この裸線の開口
数は０．２６、伝送損失は６５０ｎｍ単色光にて１２５
ｄＢ／ｋｍであった。

【００２１】この裸線について曲げロスを測定した。即
ち、入射ＮＡ０．１５ラジアンの光源を用いて曲げ半径
１０ｍｍの棒に１回巻き付けた時の光保持率は７５％で
あった。

【００２２】次にこの裸線に透明樹脂であるエチルアク
リレートのモノマー含量が１８ｍｏｌ％でメルトフロー
インデックスが６のエチレン・エチルアクリレート共重
合体に、１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカル
ボニトリル）を５重量％混合した樹脂を、被覆温度９５
℃で被覆した。但し、この状態では発泡していない。未
発泡樹脂層の厚さは０．１ｍｍであった。

【００２３】この未発泡樹脂被覆裸線を押出機に接続し
たクロスヘッドダイからなる被覆装置に導入した。当該
ダイは図２に示すようなチュービングダイとし、発泡に
よる被覆の不安定性を解消した。図２中、２１はダイ、
２２はチービングニップル、２３は非発泡樹脂の流れ、
２４が上記未発泡樹脂被覆裸線である。非発泡樹脂とし
ては、メルトフローインデックスが１．５のカーボン入
りの黒色ポリエチレンを用い、１９０℃に加熱して外径
が２．２ｍｍになるように被覆すると同時に、内側の未
発泡樹脂層を発泡させ、本発明のプラスチック光ファイ
バケーブルを得た。

【００２４】このケーブルの断面を観察したところ、裸
線と黒色の非発泡樹脂層の間に０．１５ｍｍの厚さで気
泡を外側に多く有する発泡樹脂層が形成されていた。

【００２５】本実施例のケーブルの伝送損失は１２９ｄ
Ｂ／ｋｍであった。また、このケーブルの曲げによる光
保持率を測定したところ、入射ＮＡ０．７のＬＥＤ光源
を用いて、曲げ半径１０ｍｍの棒に１回巻き付けた時
に、６５％であった。

【００２６】［比較例１］実施例の裸線に直接黒色の非
発泡樹脂を被覆する以外は実施例と同様にして外径２．
２ｍｍのケーブルを得た。

【００２７】このケーブルの曲げによる光保持率を実施
例と同様に測定したところ、３１％であった。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
曲げによる光ロスが著しく低減され、裸線又は素線と比
較しても遜色のないプラスチック光ファイバケーブルが
得られ、通信手段等における使用環境の自由度が広がる
ため、非常に有用である。

【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一
実施形態の断面図である。

【図２】本発明のプラスチック光ファイバケーブルの製
造に適したクロスヘッドダイの縦断面図である。

【符号の説明】

１プラスチック光ファイバ裸線２芯３鞘４発泡樹脂層５非発泡樹脂層６プラスチック光ファイバ素線７透明樹脂層２１ダイ２２チュービングニップル２３非発泡樹脂層の流れ２４未発泡樹脂被覆裸線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯と鞘からなるプラスチック光ファイバ
裸線、又は該裸線の周りを透明樹脂で被覆した素線、の
外側を発泡樹脂により被覆した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】発泡樹脂層の外側をさらに非発泡樹脂で
被覆した請求項１記載のプラスチック光ファイバケーブ
ル。