プラスチック光ケーブル及び光伝送部材の被覆方法
【課題】プラスチック光ケーブルの繰り返し曲げ耐性を向上させるとともに曲げたときの伝送損失の増大を抑制する。
【解決手段】延伸機５２によりＰＯＦ１１を第１被覆材３０及び第２被覆材３７で密着被覆してプラスチック光ケーブル２０とする。ＰＯＦ１１のコア３５は、引張破断伸度が１５％以下、曲げ強度が２０〜６５ＭＰａである脆いポリマーを主成分とし、第１被覆材３０とアウタークラッド３５との単位面積当たりの密着力ＦＵ１及び第１被覆材３０と第２被覆材３７との単位面積当たりの密着力ＦＵ２とは４．４×１０-2（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ１≦ＦＵ２＜３．３×１０-1（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）を満たす。プラスチック光ケーブル１７は、繰り返し曲げ耐性を有し、側圧がかけられたときあるいは曲げられたときにも伝送損失が増大しない。
【解決手段】延伸機５２によりＰＯＦ１１を第１被覆材３０及び第２被覆材３７で密着被覆してプラスチック光ケーブル２０とする。ＰＯＦ１１のコア３５は、引張破断伸度が１５％以下、曲げ強度が２０〜６５ＭＰａである脆いポリマーを主成分とし、第１被覆材３０とアウタークラッド３５との単位面積当たりの密着力ＦＵ１及び第１被覆材３０と第２被覆材３７との単位面積当たりの密着力ＦＵ２とは４．４×１０-2（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ１≦ＦＵ２＜３．３×１０-1（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）を満たす。プラスチック光ケーブル１７は、繰り返し曲げ耐性を有し、側圧がかけられたときあるいは曲げられたときにも伝送損失が増大しない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ケーブル及び光伝送部材の被覆方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバには、断面円形の外周部から中央に向けて屈折率が高くなる屈折率分布型プラスチック光ファイバがあり、この屈折率分布型プラスチック光ファイバは主にＳＩ（ステップインデックス）型とＧＩ（グレーデッドインデックス）型とに分類される。前者は屈折率が中央に向けて段階的に高くなるプラスチック光ファイバであり、後者は連続的に高くなるものであってモード分散を抑える点で前者よりも優れている。
【０００３】
そして、このＧＩ型をはじめとするプラスチック光ファイバは、耐屈曲性や耐候性の向上、吸湿による性能低下の抑制、引張強度の向上、耐踏付け性付与、難燃性付与、薬品による損傷からの保護、外部光線によるノイズ防止、着色などによる商品価値の向上などを目的として、被覆層が設けられてプラスチック光ケーブルとされる。
【０００４】
プラスチック光ケーブルはプラスチック光ファイバと被覆層との密着の有無により２つのタイプに分類され、密着型光ケーブルと密着していないルース型光ケーブルとがある。密着型光ケーブルは、ルース型光ケーブルと違ってコネクタと接続する端部の被覆層を剥離してもその端面に空隙がないので、光ケーブル中に水分が侵入することがない。そのため、ルース型光ケーブルで問題になるような、長手方向への水分拡散による伝送損失の低下が密着型光ケーブルにはないという長所がある。
【０００５】
密着型光ケーブルとして例えば特許文献１では、被覆層との密着性が良好で、耐湿熱安定性と耐屈曲性とに優れ、製造作業性に優れたＰＯＦが提案されている。このＰＯＦでは、鞘材（クラッド）がカルボキシル基、カルボキシル誘導体基、エチレンオキシド基の少なくとも１種の官能基を有するフッ素エチレン性共重合体を主成分としている。そして、この特許文献１では、前記ＰＯＦの外周に熱可塑性樹脂からなる被覆層を設けた光ケーブルも提案されており、この光ケーブルはＰＯＦ部分を光ケーブルから引き抜くときの力である引抜強度が１５Ｎ以上とされている。
【０００６】
また、特許文献２では、コアとクラッドとを備えるプラスチック光ファイバに２層の被覆層を設けて、それらの被覆層のうちプラスチック光ファイバ側の第１層をクラッドよりも引張弾性率が小さい材料で構成し、第１層よりも外側の第２層をクラッドよりも引張弾性率が大きい材料で構成することを提案している。これにより、特許文献２のプラスチック光ファイバは、曲げたときの伝送損失上昇（曲げ損失）、つまり、曲げた後の伝送損失から曲げる前の伝送損失を減じた値が小さいとされている。また、特許文献３では、曲げ損失を抑制するとともに耐熱性や耐湿熱性を向上させるために、コアとクラッドとがともにＣ−Ｈ結合を有しない非晶性の含フッ素重合体で構成されているプラスチック光ファイバが提案されている。そして、特許文献４では、第１の被覆材を有するプラスチック光ファイバコードの外周に第２の被覆材が設けられており、第１の被覆材が１×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 未満の弾性率であるとともに第２の被覆材が１×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 以上の曲げ弾性率であるとしたプラスチック光ケーブルが提案されている。これにより、メッセンジャワイヤを使用することなく十分な剛性を備え、通線作業を簡略化することができる、としている。そしてこのプラスチック光ケーブルでは、第２の被覆材の引張降伏点強度を２×１０7 以上とするとともにプラスチック光ケーブルの引張強度を２００Ｎ以上とすることにより、一層抗張力性を高め、さらに、プラスチック光ファイバコードと第２の被覆材との剥離強度を３０Ｎ以下とすることにより第２被覆材の除去時における剥離性を高めている。
【特許文献１】特開２００４−２１２８７１号公報
【特許文献２】特開平１１−３３７７８１号公報
【特許文献３】特開２００２−７１９７２号公報
【特許文献４】特開２００３−３１５６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に提案されるプラスチック光ファイバでは、被覆層とプラスチック光ファイバとを、上記の引抜強度１５Ｎとなるように強くさせていることにより、コネクタと接続するために被覆層を引き抜いて除去する際に、被覆層とプラスチック光ファイバとの密着性が大きすぎて、被覆層のみならずプラスチック光ファイバにも大きな引張力がかかってしまう。その結果、プラスチック光ファイバが伸びて伝送損失にダメージを与えてしまう。また、特許文献２のプラスチック光ファイバは、曲げ損失を増大させる因子がコアの引張強度にあることを前提に提案されているが、クラッド部の厚みはコア部の半径に比べて小さいことから、プラスチック光ファイバを曲げた場合やプラスチック光ファイバに側面からの圧力（側圧）がかかった場合の応力を多く受けるのはコア部であるので、機械特性の重要性はクラッド部よりもむしろコア部に求められる。そして、特許文献３のプラスチック光ファイバは、コア部とクラッド部との両素材についてはのべているが、上記のような敷設性を視野に入れた繰り返し曲げ耐性や、曲げ損失、柔軟性、コアとクラッドとの密着性の観点からプラスチック光ファイバと被覆材との組み合わせの良否について総合的に示唆する記載はない。また、特許文献４に提案されるプラスチック光ケーブルは、プラスチック光ケーブルとしての剛性に加えて第１と第２の被覆層の相互の密着力に着目して、通線作業の簡便性を高めてはいるが、敷設した場合に問題となる曲げ損失やコアとクラッドとの剥離等による伝送損失の悪化、つまり実用時における伝送損失については示唆されていない。一方、未被覆であるプラスチック光ファイバ自体の伝送損失に着目してみると、現在入手しやすいプラスチック光ファイバの中で最も優れた伝送損失を示すものは、脆すぎて密着型光ケーブルとしたときに繰り返し曲げ耐性や、曲げ損失、側圧付与による伝送損失増大（側圧損失）、敷設性等に問題があるために、ルース型光ケーブルにせざるを得ないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題に鑑み、脆い素材から構成されているＰＯＦであっても、その優れた低伝送損失性能を損なうことなく、被覆することによって繰り返し曲げ耐性や柔軟性が付与され、側圧損失及び曲げ損失が少ないプラスチック光ケーブル及び、このようなプラスチック光ケーブルを製造するための光伝送部材の被覆方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、光信号を伝送する第１部材及びこの第１部材の外周に備えられ屈折率が前記第１部材の屈折率以下である第２部材を有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの外周を覆う第１被覆部材と、前記第１被覆部材の外周を覆う第２被覆部材とを備えるプラスチック光ケーブルにおいて、第１部材は、引張破断伸度が１５％以下であり曲げ強度が２０ＭＰａ以上６５ＭＰａ以下であるポリマーを主成分とし、プラスチック光ファイバと第１被覆部材との単位面積あたりの密着力ＦＵ１（単位；）及び前記第１被覆部材と前記第２被覆部材との密着力ＦＵ２は、４．４×１０-2（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ１≦ＦＵ２＜３．３×１０-1（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）の条件を満たすことを特徴として構成されている。
【００１０】
第１部材の主成分は、主鎖に環状構造を有するポリマーであることが好ましい。また、第１被覆部材の曲げ弾性率Ｍ１（ＭＰａ）と前記第２被覆部材の曲げ弾性率Ｍ２（ＭＰａ）とは、Ｍ１≧Ｍ２を満たすことが好ましい。そして、第１被覆部材の外径Ｄと前記第２被覆部材の厚みＴとは、Ｄ／２≦Ｔ≦２Ｄの条件を満たすことが好ましい。前記第１部材の屈折率は、断面円形の中心から外周に向かうにつれて低くなることが好ましい。
【００１１】
さらに本発明では、被覆ダイスに備えられたニップルの内部の走行路に挿通されて出てきた線状の光伝送部材に、ダイスとニップルとの間に形成されているポリマー通路から溶融ポリマーを押し出して被覆する光伝送部材の被覆方法において、溶融ポリマーと光伝送部材との接触開始位置がダイスの内部となるように前記走行路の下流端開口部の位置を設定し、光伝送部材を溶融ポリマーで密着被覆することを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラスチック光ケーブル及び光伝送部材の被覆方法によると、被覆することによって、被覆前のＰＯＦの伝送損失を低下させることなく、繰り返し曲げ耐性や柔軟性が付与されるとともに、側圧損失や曲げ損失が少ないプラスチック光ケーブルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明を実施した一様態としてのプラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。プラスチック光ケーブルの製造工程は、プラスチック光ファイバ１１の３層を形成する３種類の各重合体を溶融して、同心円状の３層構造を有するプラスチック光ファイバ原糸（以下、ＰＯＦ原糸と称する）１２として共に押し出す溶融押出工程１３と、ＰＯＦ原糸１２を加熱して所定倍率に延伸することによりプラスチック光ファイバ（以降、ＰＯＦと称する）１１とする加熱延伸工程１６と、ＰＯＦ１１に第１被覆材を設けてプラスチック光ファイバコード（以降、単にＰＯＦコードと称する）１７とする第１被覆工程１８と、ＰＯＦコード１７に第２被覆材を設けてプラスチック光ケーブル２０（以降、単に光ケーブルと称する）とする第２被覆工程２１とを有する。
【００１４】
図１では、ＰＯＦ１１の製造方法として、溶融押出によりまずＰＯＦ原糸１２を作製して、このＰＯＦ原糸１２を延伸するという方法を示しているが、本発明はＰＯＦ１１の製造方法に依存するものではなく、他の周知の方法により作製されたＰＯＦ１１にも適用することができる。例えば、円柱状のＰＯＦ母材（プリフォーム）を所定の方法により作製し、このプリフォームを延伸して得られるＰＯＦに本発明を適用してもよい。
【００１５】
上記の第１，第２被覆工程１８，２１で設けられる第１，第２被覆材は、単層とは限らず、それぞれ複数層とされる場合もある。そして、複数層とする場合には、複数層を同時に形成する場合もあるし、逐次的に形成する場合もある。本実施形態では、単層の被覆材を形成する場合を例として説明するが、本発明は、形成する被覆材の層数に依存するものではない。また、本実施形態では、第１被覆工程１８と第２被覆工程２１とにおける両被覆方法は、基本的に同じであるので、ここでは第１被覆工程１８に関して説明し、第２被覆工程２１については説明を略す。
【００１６】
ここで、光ケーブル２０の構造とその光学特性について図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。ここでは３層構造のＰＯＦを製造する場合を例示するが、本発明では、ＰＯＦ１１の構造は限定されない。図２は、本発明のプラスチック光ケーブルの断面図、図３はプラスチック光ケーブルのＰＯＦ部分のみの断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図３において、横軸はＰＯＦの断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示す。屈折率は、上にいくほど高い値であることを意味している。
【００１７】
光ケーブル１７は、図２に示すように、このＰＯＦ１１の外周に第１被覆材３０、第１被覆材３０の外周に第２被覆材３７が形成されたものである。そして、ＰＯＦ１１は、光を通すコア３１とコアの外周のクラッド３２とを有し、このクラッド３２は、外径と内径とが長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。クラッド３２は、コア３１の外面に接するインナークラッド部３４とインナークラッド部３４の外側のアウタークラッド部３５とを有している。クラッド３２の外径、つまりＰＯＦ１１の外径は２００〜１５００μｍとされている。本発明では、第２被覆層３７の厚みＴとＰＯＦコード１７の外径Ｄとが、Ｄ／２≦Ｔ≦２Ｄを満たすことが好ましい。なお、ＰＯＦコード１７の外径Ｄは、第１被覆材３０の外径と同じである。これにより、曲げ損失の抑制効果がより高まる。
【００１８】
図３において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図２におけるアウタークラッド３５の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲はインナークラッド部３４の屈折率であり、符号（Ｃ）で示される範囲はコア３１の屈折率である。
【００１９】
コア３１は、図３に示されるように、インナークラッド部３４との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっている。アウタークラッド部３２はインナークラッド部３４よりも屈折率が低く、インナークラッド部３４の屈折率はコア３１の屈折率以下となっている。なお、断面円形の径方向において、屈折率の最大値と最小値との差が０．００１以上０．３以下であることが好ましい。上記のような構造によりＰＯＦ１１は、ＧＩ型光伝送体としての機能を発現する。なお、ＰＯＦ原糸１２のアウタークラッド部、インナークラッド部、コア部の各外径は、ＰＯＦ１１のそれぞれよりも大きいが、基本的構造はＰＯＦ１１と同じであるので図示は略す。また、図２ではインナークラッド部３４とコア３１との境界を、説明の便宜のために示してはいるが、製造の条件等により境界の明確さは異なり必ずしも確認できるものでなくともよい。
【００２０】
また、本実施形態のインナークラッド部３４は、図３に示すように屈折率が概ね一定となっているが、コア３１に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよい。この場合には、インナークラッド部３４の屈折率は、コア３１に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００２１】
プラスチック光ファイバ１１が他の構造とされていても本発明は適用される。コア３１及びクラッド３２の他の構造としては、例えば、クラッドとコアとの境界が存在せずに、クラッド３２の内周からコア３１の中央に向かって屈折率が連続的もしくは段階的に高くなる構造や、コアが２層以上の構造である場合等を挙げることができる。また、本実施形態ではクラッド３２が２層構造とされているが、本発明はこれに限定されず、例えば必要に応じ単層構造あるいは３層以上の複層構造とされてもよい。なお、伝送すべき光はインナークラッド部３４とアウタークラッド部３５との界面で反射してインナークラッド部３４とコア３１との両方を通過する場合や、あるいは、クラッド３２とコア３１との界面で反射してコア３１のみを通過することもある。本発明は、製造する光ケーブルのＰＯＦ部分について、シングルモード、マルチモード、そして、ＳＩ型、ＧＩ型のいずれのタイプであっても適用することができるが、以上のようなＧＩ型ＰＯＦとすることで、ＳＩ型よりも光伝送特性に優れたＰＯＦを得ることができる。
【００２２】
コア３１及びクラッド３２は、ポリマーを主たる成分としており、必要に応じて各種の物質が添加される。主たる成分とは、９０重量％よりも大きな重量百分率である成分を意味する。コア３１とクラッド３２とを形成するためのポリマーとしては、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましい。さらにまた、水分がコアに侵入することをできるだけ防ぐことが好ましいので、アウタークラッド３５は、吸水率が低い材料、例えば、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、インナークラッド部３４が１．５％未満の飽和吸水率、さらに好ましくは１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、ここでの飽和吸水率は、ＡＳＴＭ Ｄ５７０に基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００２３】
ここで、アウタークラッド部３５と第１被覆材３０との単位面積当たりの密着力をＦＵ１（Ｎ／ｃｍ2 ）、第１被覆材３０と第２被覆材３７との単位面積当たりの密着力をＦＵ２（Ｎ／ｃｍ2 ）とする。本発明では、引張破断伸度が１５％以下で曲げ強度が２０ＭＰａ以上６５ＭＰａ以下の材料でコア３１が形成されているときに、単位面積当たりの密着力ＦＵ１，ＦＵ２が４．４×１０-2（Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ２≦ＦＵ１＜３．３×１０-1（Ｎ／ｍｍ2 ）の条件を満たす。引張破断伸度の上記値はＡＴＳＭ Ｄ６３８による測定値、曲げ強度の上記値はＡＳＴＭ Ｄ７９０による測定値であるので、両者を他の方法で測定する場合には、それらの測定値とＡＳＴＭ Ｄ６３８，Ｄ７９０による測定値との相関関係を予め求めておくとよい。また、上記密着力Ｆ１，Ｆ２とは、光ケーブル１７からＰＯＦ１１を引き抜くに要する力（引き抜き力）を密着面の面積で除した値である。この値を基にすると、例えば、アウタークラッドの外径が５００μｍ、第１被覆材３０の外径Ｄが１２００μｍであるプラスチック光ケーブル２０を製造する場合には、長さ３０ｍｍの長さ分をサンプリングしたときに、アウタークラッド３５と第１被覆材３０との密着力Ｆ１と第１被覆材３０と第２被覆材３７との密着力Ｆ２とが２（Ｎ）＜Ｆ２≦Ｆ１＜１５（Ｎ）を満たすようにするとよい。
【００２４】
コア３１が上記のように脆い材料で形成され、単位面積当たりの密着力ＦＵ１，ＦＵ２を上記条件とすることにより、側圧損失や曲げ損失等の伝送損失の悪化を抑えることができる。これは、アウタークラッド３５と第１被覆材３０、及び第１被覆材３０と第２被覆材３７とがそれぞれ密着しているので、光ケーブル２０に対し外部から応力がかけられてもその力がＰＯＦ１７部分から第１及び第２被覆材３０，３７に分散することによる。例えば、光ケーブル２０を敷設するときに長手方向に強く引いた際には、引張の力がＰＯＦ１７部分に強くかかってもその力が周りの第１被覆材及び第２被覆材３０，３７へ分散されるので、コア３１とインナークラッド３４とアウタークラッド３５の各界面で剥離が起こりにくい。また、光ケーブル２０に側圧がかけられても、ＰＯＦ１７部分にかかった力は引張の場合と同じく第１被覆材３０及び第２被覆材３７に分散するので、ＰＯＦ１７部分は損傷しにくい。
【００２５】
このように、単位面積当たりの密着力ＦＵ１，ＦＵ２は大きければよいというものではなく、上記値の範囲とされることが好ましい。単位面積当たりの密着力ＦＵ１，ＦＵ２が３．３×１０-1（Ｎ／ｍｍ2 ）以上であると、第２被覆材３７を光ケーブル２０から引き抜く際にアウタークラッド３５とインナークラッド３４との界面剥離が起きてしまい、伝送損失が大きくなってしまう。という問題がある。一方、ＦＵ１，ＦＵ２が４．４×１０-2（Ｎ／ｍｍ2 ）以下であると、密着性が弱すぎて、繰り返しの曲げ等によりアウタークラッド３５と第１被覆材３０とが剥がれてしまうので、局部的に側圧がかかったときに伝送損失が大きくなる場合がある。という問題がある。また、ＦＵ２がＦＵ１よりも大きいと、コネクタへの取り付け等のために第２被覆材３７を光ケーブル２０から抜き取る際に、第１被覆材３０がアウタークラッド３５から剥離してしまうという問題がある。ＦＵ１，ＦＵ２は、７．０×１０-2（Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ２≦ＦＵ１＜２．０×１０-1（Ｎ／ｍｍ2 ）を満たすことがより好ましく、９．０×１０-2（Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ２≦ＦＵ１＜１．８×１０-1（Ｎ／ｍｍ2 ）を満たすことがより好ましい。また、ＦＵ２＜ＦＵ１であることがより好ましい。
【００２６】
ところで、第１被覆材３０と第２被覆材３７との弾性率の関係は、ＰＯＦ１１特にクラッド３２と両被覆材３０，３７との弾性率の関係よりも、曲げ損失の増大に大きく影響をもつ。したがって、クラッド３２と両被覆材３０，３７との引張弾性率の関係よりも第１被覆材０と第２被覆材３７との弾性率の関係を重視した方が曲げ損失の効果的な制御が可能となる。そこで、本発明では、第１被覆層３０の材料は、第２被覆材３７の材料よりも曲げ弾性率が低いものとすることが好ましく、これにより、曲げ損失をより効果的に抑制することができる。これは、ＰＯＦ１１を密着して覆っている第１被覆材３０がＰＯＦ１１の曲がりにより柔軟に応じられるという利点をもつとともに、第１被覆材３０よりも低い曲げ弾性率をもつ第２被覆材３７は、曲げの応力が第１被覆材３０を通してＰＯＦ１１に伝わってしまうことを抑制することができるという利点をもつ。また、第１被覆材３０の曲げ弾性率Ｍ１（ＭＰａ）と第２被覆材３７の曲げ弾性率Ｍ２（ＭＰａ）とが上記条件を満足することにより、テンションメンバを使用しなくても敷設に十分な曲げ耐性が光ケーブル２０に付与されるので、光ケーブルのサイズを小さくして第１及び第２被覆材３０，３７の原料を減らし軽量化及びコストダウンが図られる。Ｍ１＜Ｍ２のときには、光ケーブル２０を曲げたときに応力がＰＯＦ１１の内部にかかってしまって光学特性が悪くなることがある。
【００２７】
コア３１及びクラッド３２の材料例としては、スチレン系化合物（ａ）、ビニルエステル類（ｂ）、主鎖に環状構造を含むフッ素系ポリマー（ｃ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性化合物として用いて重合させたもの、ノルボルネン系樹脂等を使用することができる。そして、アウタークラッド３５を形成するポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）も好ましい。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち２種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。フッ素系ポリマーを用いる場合には、特開２００２−７１９７２号公報に記載されているような、Ｃ−Ｈ結合が実質的に含まれていないような非結晶性のものが伝送特性の観点からは好ましい。（ｃ）のように主鎖に環状構造を有するポリマーとしては、もともと環状構造をもっていたモノマーを重合することにより得られるポリマーや、環化重合によって非晶質構造の主鎖に環状構造が形成されたポリマー等が挙げられ、例えば、ポリパーフルオロブタニルビニルエーテルや特開平８−３３４６３４号公報等に記載される主鎖に脂肪環または複素環をもつポリマー、特開２００２−７１９７２号公報及び特願２００４−１８６１９９号に記載されるもの等が伝送特性の点で好ましい。また、本発明は上述のように、光信号の伝送特性には優れるが脆いという欠点をもつポリマーをコア３１に用いた場合に、大きな効果が得られる。そのようなポリマーとしては、主鎖に環状構造をもつポリマーやフッ素系ポリマーがある。
【００２８】
また、コア３１及びクラッド３２には、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、コアもしくはその一部に耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。これにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、得られるＰＯＦ１７及びケーブル２０を、例えば、光伝送リンクの一部のファイバ増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、コア３１及びクラッド３２を形成することができる。
【００２９】
上記屈折率分布、すなわち、径方向において屈折率が変化するために、インナークラッド部３４とコア３１とを形成する各ポリマーのうち少なくともいずれか一方に、屈折率調整剤（ドーパント）を各所定量混合する。ドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。コア３１のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、コア３１の主成分となるポリマーに対して０．０１重量％以上２５重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上２０重量％以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。
【００３０】
本実施形態でのドーパントは、高屈折率で分子体積が大きく、重合性がなく、溶融状態のポリマー中で所定の拡散速度を有する低分子化合物であり、これを添加することによりコアの径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、ダイマーやトリマー等のオリゴマーであってもよい。したがって、モノマーの状態ではコアを形成する重合性化合物との重合反応性を有するものであっても、これがオリゴマーとなったときにはこのような重合反応性を示さないものであれば、このようなオリゴマーをドーパントとして用いることができる。
【００３１】
第１被覆材３０及び第２被覆材は、耐曲げ性、側圧耐性の他に、耐候性の向上、吸湿による性能低下抑制、引張強度の向上、耐踏付け性付与、難燃性付与、薬品による損傷からの保護、外部光線によるノイズ防止、着色などによる商品価値の向上などを目的として設けられる。
【００３２】
第１被覆材３０，第２被覆材３７には、上記のような各目的に応じてその材料が選択される。材料として好ましいものは、低融点かつ高流動性のポリエチレン（（直鎖状）低密度ポリエチレン）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリフッ化ビニリデン共重合体等が挙げられる。
【００３３】
次に、本発明の被覆装置及び被覆方法について説明する。図４は、第１被覆工程１８（図１参照）で用いた被覆設備を示す概略図である。被覆設備５１は、被覆機５２と、この被覆機５２にＰＯＦ１１を送り出す送出機５３と、巻取機５６と、ＰＯＦコード１７を巻取機５６に搬送する搬送機５７とを備える。さらに、被覆設備５１は、被覆機５２から出てきたＰＯＦコード１７を冷却するための冷却機６１を複数備える。また、搬送機５７に備えられた搬送手段５８と冷却機６１との間にはＰＯＦコード１７の張力を制御するためのダンサプーリ５８が備えられ、このダンサプーリ５８にはＰＯＦコード１７の張力を測定する第１張力測定装置６２が備えられている。搬送手段５８としては、駆動プーリや駆動ローラ、ゴデットロール等の周知の搬送手段を用いることができる。
【００３４】
そして、送出機５３によるＰＯＦ１１の送り出し速度と搬送機５７によるＰＯＦコード１７の搬送速度とを制御する送り速度コントローラ（図示せず）と、巻取機５６における巻取張力を測定するための第２張力測定装置６６とが、被覆設備５１には備えられている。なお、第２張力測定手段６６は、巻取機５６に備えられた巻取装置６４の上流側のダンサプーリ６５に備えられる。
【００３５】
送出機５３と搬送機５７とは、独立して駆動可能としている。また、送出機５３は、ＰＯＦ１１を被覆機５２に送り出すための送出装置７１と、被覆機５２へ送り出すＰＯＦ１１の張力を制御するためのダンサプーリ７２とを備えるが、この張力制御は、ダンサプーリ７２に代えて他の周知の張力制御手段により行われてもよい。他の張力制御手段としては、例えばダンサローラ等が挙げられる。第１張力測定装置６２の測定結果に応じて、送出機５３による搬送速度、搬送手段５８による搬送速度、ダンサプーリ５８，７２の位置等の少なくともいずれかひとつが調整される。なお、図４には、被覆設備５１の搬送路にＰＯＦコード１７の支持手段６７が複数図示されているが、この数は適宜増減され、さらに、ＰＯＦ１１を支持するための支持手段を適宜設けてもよい。そして、この支持手段としてはガイドプーリやガイドローラ、ゴデットロール等を用いることができる。
【００３６】
この被覆設備５１は、前工程である加熱延伸工程１６の装置と連続させることができる。加熱延伸工程１６の装置と連続させるときには、送出機５３は、加熱延伸工程１６に設けられた搬送手段に代えることができる。
【００３７】
被覆機５２は、送出機５３から送り出されたＰＯＦ１１に、所定の被覆材料６８で第１被覆材３０（図２参照）を形成しＰＯＦコード１７とする。被覆機５２は、送り込まれてきた被覆材料６８を加熱溶融することによりＰＯＦ１１を密着被覆する。被覆機５２から出た直後のＰＯＦコード１７は高温となっていることがあるので、通常は、搬送手段等への接着等を防止するために冷却機６１を使用してＰＯＦコード１７を冷却する。また、支持手段６７が設けられているＰＯＦコード１７の搬送路では、ＰＯＦコード１７の内部応力歪みが搬送中に緩和される。
【００３８】
搬送機５７により冷却機６１を出たＰＯＦコード１７は、第１張力測定装置６２により搬送方向における張力を測定される。この測定結果は送り速度コントローラに送られて、ここで搬送機５７による搬送速度が制御される。送り速度コントローラは、さらに、送出機５３によるＰＯＦ１１の送り出し速度も制御することができる。また、本実施形態ではダンサプーリ５９，７２を用いているので、送出機５３及び搬送手段５８による搬送速度を調整せずとも、第１張力測定装置６２の測定結果に基づいてダンサプーリ５９，７２の調整によりＰＯＦ１１とＰＯＦコード１７との張力を制御することができる。このようにして被覆時におけるＰＯＦ１１の張力は制御される。
【００３９】
搬送機５７により搬送されるＰＯＦコード１７は、第２張力測定装置６６により巻取張力を測定されながら、巻取機５６により巻き取られる。
【００４０】
搬送機５７としては、ＰＯＦコード１７をスリップさせずに安定して支持しながら傷等を付けることなく次工程に搬送するものが好ましい。搬送手段として好ましいものとしては、周知の駆動ローラやゴデットロール等が例示される。
【００４１】
次に、上記のような被覆設備５１による被覆方法を説明する。まず、所定の被覆材料６８を被覆機５２に供給し、加熱溶融する。また、ＰＯＦ１１を送出機５３により被覆機５２に送り込む。なお、この被覆機５２における被覆機構については、別の図を用いて後で詳細に説明する。被覆機５２から出たＰＯＦコード１７を、所定の温度となるように冷却し、冷却後のＰＯＦコード１７を搬送機５７により搬送する。
【００４２】
被覆機５２は、被覆材料６８を加熱溶融する溶融部と、内部に送り込まれてきたＰＯＦ１１に溶融された被覆材料６８を被覆する被覆部とを有しており、この被覆部について、図５を参照しながら以下に詳しく説明する。図５は、被覆部の要部を示す概略図である。被覆部８１は、周知のように被覆ダイス８２とニップル８３とが一体的に組み立てられており、これらによって形成される隙間が、溶融された被覆材料６８の流路８６となる。そしてニップル８３には、ＰＯＦ１１の第１走路８７が形成されている。第１走路８７に流路８６が接続して、その接続箇所から下流側は、ＰＯＦ１１が被覆材料６８で被覆されて走行する第２走路８８とされる。被覆ダイス８２とニップル８３とには、被覆材料６８を所定の温度に制御して所望の流動性をもたせるための温度コントローラ９１が備えられる。なお、この被覆機５２には、溶融された被覆材料６８を被覆部８１に送り込む管９４が、前記溶融部から流路８６に接続するように設けられている。
【００４３】
上記の被覆部８１において、ＰＯＦコード１７の出口をダイス出口８２ａ、被覆材料６８が第２走路８８に達する位置を被覆材料供給口８６ａ、この被覆材料供給口８６ａの最もダイス出口８２ａ側の端をランド後端位置８２ｂと称する。また、第２走路８８のうち、ランド後端位置８２ｂより下流はランド部９０である。そして、ニップル８３の下流端における外径をニップル外径Ｔｂ１（μｍ）と称し、第１走路８７の径をニップル外径Ｔｂ２（μｍ）と称する。
【００４４】
この被覆部８１では、ＰＯＦ１１が第１走路８７、第２走路８８を通過してダイス出口８２ａから出る。ニップル外径Ｔｂ２はＰＯＦ１１の外径よりも若干大きめとされており、ＰＯＦ１１の外周面をできるだけ傷つけないようにしてある。管９４から流路８６に案内された被覆材料８６は、流路８６から第２走路８８に達し、この第２走路８８でＰＯＦ１１の外周を覆う。そして、ＰＯＦ１１は、被覆材料８２に被覆されたＰＯＦコード１７として外部に出される。
【００４５】
被覆ダイス８２とニップル８３とは周知のように様々な形状のものがある。例えば、ニップル上流端がランド部をもたないものでは、ニップル８３の下流端がダイス出口８２ａよりも上流側に位置している。ＰＯＦ１１が被覆材料６８で被覆される位置を、このように被覆ダイス８２の内部とするものであれば、いかなる様態の被覆ダイス及びニップルの被覆部であってもよい。このように、被覆ダイス８２の内部でＰＯＦ１１に第１被覆材３０を形成することにより、被覆材料６８に圧力がかけられてＰＯＦ１１を覆い、ＰＯＦ１１と第１被覆材３０とが上記の引抜強度の密着力で密着するようになる。このように加圧されて密着被覆する方法を以下の説明では加圧押出被覆法と称する。
【００４６】
このような被覆部８１を有する被覆機により被覆する方法では例として以下の方法をあげることができる。まず、ＰＯＦ１１を被覆部８１の内部で搬送させる速度については、１０ｍ／分〜１００ｍ／分の範囲であることが好ましい。搬送速度が１０ｍ／分未満であると生産効率が低すぎるし、また、加熱されている第1走路８７におけるＰＯＦの通過時間が長すぎてニップル８３からの熱よりＰＯＦ１１が劣化することがある。一方、搬送速度を１００ｍ／分より速くすると、冷却が不十分となり、被覆材料６８の予熱でＰＯＦ１１が伸びてしまう、あるいは、被覆材料６８の結晶化による機械的特性の変化などの問題が生じるおそれがある。
【００４７】
そして、被覆ダイス８２とニップル８３との各形態及び相対位置を調整することによりＰＯＦ１１の熱劣化による伝送損失の悪化をより防止することができる。
【００４８】
被覆材料６８の被覆時における温度（以下、被覆温度と称する。）ＴＤ（単位；℃）は、ＰＯＦ１１に与える熱量を低減するためにも可能な程度に低くすることが好ましい。したがって、被覆温度ＴＤは、ＰＯＦ１１の素材の熱伝導度や比熱を考慮して決めるとよい。例えば、ポリエチレンを被覆材料６８として用いる場合には１４０℃以下とすることが好ましく、より好ましくは１３０℃以下とすることである。被覆材料６８は、適度な流動性を示していることが好ましく、さらに、伝送損失の上昇を防ぐために、例えば融点Ｔｍ（℃）をもつ物質であるときには、Ｔｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋３０）℃とすることが好ましく、より好ましくはＴｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋２０）℃であり、Ｔｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋１０）℃とすることが最も好ましい。例えば、被覆材料６８が融点１２０℃の低密度ポリエチレンである場合には、１２０℃〜１３０℃の被覆温度ＴＤとすることが好ましい。
【００４９】
押出被覆法に代えて、嵌合延伸法、接着剤による取り付け等の周知の方法により第１被覆材３０をＰＯＦ１１の外周に設けることもできる。嵌合延伸法とは、被覆材料により予め成型した筒状部材の中空部に、円柱状のプラスチック光ファイバプリフォーム（母材）を嵌め込み、これを長手方向に延伸してＰＯＦとする方法である。なお、これらの方法により得られるＰＯＦコードについて、密着力の測定は、被覆設備５１で得られるＰＯＦコード１７の密着力測定方法と同様にして実施することができる。
【００５０】
なお、ＰＯＦ１１を複数本まとめてニップル８３の内部を走行させて被覆することにより、複数本まとめられた状態のＰＯＦ１１の束の外周を密着被覆することもできる。
【００５１】
以上のように第１被覆材３０が設けられることにより、ＰＯＦ１１は、機械的特性が向上するとともに、ＰＯＦのみの場合よりも径が大きくなるので光結合時におけるハンドリング性が向上する。
【００５２】
以上の被覆方法において、ＰＯＦ１１をＰＯＦコード１７に代えるとともに被覆材料６８を第２被覆材のための材料に代えることにより、光ケーブルを得ることができる。なお、第２被覆材は、コネクタへ光ケーブルを取り付ける際には通常取り除かれる。
【００５３】
第２被覆材３７には、難燃剤や、紫外線吸収剤、酸化防止剤、昇光剤、滑材等を、光伝送特性に影響を及ぼさない条件範囲で添加してもよい。
【００５４】
前記難燃剤としては、臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤、リン含有のものがあるが、燃焼時における毒性ガス低減等の安全性の観点では、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物が主流となりつつある。ただし、このような金属水酸化物は、その内部に水分を結晶水として有している。この水分は、これら金属水酸化物の製法過程における付着水に起因するものであり完全除去は不可能とされる。したがって、金属水酸化物は、ＰＯＦに接する第１被覆材には含有させずに、光ケーブルの表面に配された第２被覆材に含有させることが望ましい。
【００５５】
本発明のプラスチック光ケーブルは、従来の光ケーブルに比べて軸ずれに対する許容度が高いために、突き合せにより接合しても用いることができるが、より好ましくは、プラスチック光ケーブルの端部に接続用光コネクタを備えて、互いの接続部を確実に固定することが好ましい。コネクタとしては一般に知られている、ＰＮ型、ＳＭＡ型、ＳＭＩ型などの市販の各種コネクタを利用することが可能である。
【００５６】
本発明のプラスチック光ケーブルは、種々の発光素子や受光素子、光スイッチ、光アイソレータ、光集積回路、光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置等が組み合わされて好適に用いられる。この際には、必要に応じて他の光ファイバ等と組み合わせてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行）、日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」などを参考にすることができる。前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線、車両や船舶などの内部配線、光端末とデジタル機器、デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮ等をはじめとする、高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。
【００５７】
さらに、ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ． ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４−Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ ２００１，ｐ．３３９−３４４ 「Ｈｉｇｈ−Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ Ｓｔａｒ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌 Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００ ４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開２００３−１５２２８４号公報に記載の導波路面に対する発光素子の配置；特開平１０−１２３３５０号、特開２００２−９０５７１号、特開２００１−２９００５５号等の各公報に記載の光バス；特開２００１−７４９７１号、特開２０００−３２９９６２号、特開２００１−７４９６６号、特開２００１−７４９６８号、特開２００１−３１８２６３号、特開２００１−３１１８４０号等の各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号等の公報に記載の光スターカプラ；特開２００２−６２４５７号、特開２００２−１０１０４４号、特開２００１−３０５３９５号等の各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム；特開２００２−２３０１１号等に記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号等に記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号等に記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号等の各公報に記載のマルチファンクションシステム；や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用した、より高度な光伝送システムを構築することができる。以上の光伝送用途以外にも照明（導光）、エネルギー伝送、イルミネーション、センサ分野にも用いることができる。
【実施例１】
【００５８】
［実験１］
光ケーブル２０を製造するとともに、得られた光ケーブル２０の伝送損失を測定した。以下に、製造条件、評価項目及び評価方法を含めて説明する。実験６，７は、本発明の実施様態である実験１〜５に対する比較実験として実施したものである。なお、詳細は実験１で説明し、実験２〜７において実験１と同じ条件で実施した内容については記載を省略する。
【００５９】
コア３１及びクラッド３２の主成分を、Ｃ−Ｈ結合をもたない非結晶性の透明フッ素系ポリマーとして、ＧＩ型ＰＯＦ１１を作製した。なお、主成分とは、９０重量％よりも大きな重量百分率である成分を意味する。コア３１及びクラッド３２の材料は、引張破断伸度が６％、曲げ強度が５０ＭＰａである。引張破断伸度はＡＳＴＭ Ｄ６３８、曲げ強度はＡＳＴＭ Ｄ７９０に基づき予め測定された。なお、ＰＯＦ１１の作製方法は、特開平８−５８４８号公報、特開平１１−１６７０３０号公報、特開２００５−２３３２４号公報のいずれかひとつに基づいて実施した。
【００６０】
被覆設備５１を用いた加圧押出被覆法により、第１被覆材３０をＰＯＦ１１の外周に設けＰＯＦコード１７を得た。被覆材料６８は、ＰＭＭＡ（商品名；アクリペットＶＨ−５，三菱レイヨン（株）製、曲げ弾性率３１００ＭＰａ）である。ＰＯＦコード１７の外径は５００μｍである。
【００６１】
得られたＰＯＦコード１７について、密着力Ｆ１、曲げ損失、側圧損失を測定した。密着力Ｆ１の測定では、ＰＯＦコード１７から長さ１００ｍｍ分をサンプル片として切り取った。このサンプル片の一端から３０ｍｍの位置に周方向での切り込みを入れた。切り込みに関して３０ｍｍの長さ側の一端を、引張試験機の上チャックで保持し、７０ｍｍの長さ側の他端を下チャックで保持した。そして、上チャックを１００ｍｍ／分の速度で上昇させて、３０ｍｍの長さ側の第１被覆材３０がＰＯＦ１１から剥離する力を求め、これをＦ１とした。引張試験機は東洋精機製ストログラフである。Ｆ１は１３Ｎであった。曲げ損失は、ＪＩＳ Ｃ６８２３に準じて測定したものであって、長さ５ｍのＰＯＦコード１７を曲がり半径Ｒが１０ｍｍとなるように曲げて、曲げた状態での伝送損失値から曲げる前の伝送損失値を引いた差である。このようにして求めた曲げ損失値は１．５ｄＢであった。側圧損失は、ＪＩＳ Ｃ６８２３のマイクロベンド損失のワイヤメッシュ法に準じて測定したものであって、所定の側圧を長さ５ｍのＰＯＦコード１７にかけて、側圧下での伝送損失値から側圧付与前の伝送損失値を引いた値である。このようにして求めた側圧損失値は０．０６ｄＢであった。
【００６２】
次に、ＰＯＦコード１７に第２被覆材３７を設けて光ケーブル２０を得た。被覆方法は加圧押出被覆法であり、溶融押出機本体５３の混練部にあるスクリューの径はφ４０ｍｍである。第２被覆材３７の材料は熱可塑性フッ素系ポリマー（商品名；ＤＹＮＥＯＮ ＴＨＶ２２０Ｇ，住友３Ｍ製、曲げ弾性率８０ＭＰａ）であり、１３０℃で押し出してＰＯＦコード１７を被覆した。第２被覆材３７の厚みＴは７５０μｍ、得られた光ケーブル２０の外径は２ｍｍである。
【００６３】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７との間には隙間は無く、両者は均一に密着していることが確認された。第１被覆材３０と第２被覆材３７との密着力Ｆ２、曲げ損失、側圧損失を、長さ５ｍのＰＯＦコード１７における測定方法と同様に測定した。なお、Ｆ２については、第２被覆材３７を引っ張り、第２被覆材３７と第１被覆材３０とが剥離したときの力の値である。Ｆ２は８Ｎ、曲げ損失は１．３ｄＢ、側圧損失は０．０４ｄＢであった。
【００６４】
実験１では、第２被覆材３７を被覆すると、曲げ損失と側圧損失との両方が小さくなることがわかる。
【００６５】
［実験２］
実験１と同様のＰＯＦコード１７に対して第２被覆材３７をチュービング型押出被覆設備により設け、光ケーブル２０を得た。このチュービング型押出被覆設備では、ダイス８２からＰＯＦコード１７が出たところでＰＯＦ１７が第２被覆材３７に接触し、被覆される。チュービング型押出被覆設備混練部にあるスクリューの径はφ４０ｍｍである。
【００６６】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７との間には、一部隙間が確認された。密着力Ｆ２は４Ｎ、曲げ損失は１．４ｄＢ、側圧損失は０．０５ｄＢであった。
【００６７】
［実験３］
第２被覆材３７の厚みＴが１０５０μｍ、光ケーブル２０の外径が２．６ｍｍとなるように第２被覆材３７をＰＯＦコード１７に設けた。その他の条件は実験１と同じである。
【００６８】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７とは均一に密着していた。密着力Ｆ２は６Ｎ、曲げ損失は１．２ｄＢ、側圧損失は０．０４ｄＢであった。このように、曲げ損失と側圧損失については、ＰＯＦコード１７のときよりも光ケーブル２０とした方が良い結果が得られた。しかし、光ケーブル２０の伝送損失はＰＯＦコード１７の伝送損失よりも５０ｄＢ／ｋｍ大きくなっていた。これは、第２被覆材３７の厚みＴを大きくしすぎたことにより、第２被覆材３７の被覆時にＰＯＦコード１７が熱で伸びてしまい、そのためコア３１とインナークラッド３４とアウタークラッド３５との各界面で界面不整が生じたので光信号が散乱して損失が上昇したと考えられる。
【００６９】
［実験４］
第２被覆材３７の厚みＴが２００μｍ、光ケーブル２０の外径が０．９ｍｍとなるように第２被覆材３７をＰＯＦコード１７設けた。その他の条件は実験１と同じである。
【００７０】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７とは均一に密着していた。密着力Ｆ２は６Ｎ、曲げ損失は１．５ｄＢ、側圧損失は０．０６ｄＢであった。このように、曲げ損失と側圧損失については、ＰＯＦコード１７と光ケーブル２０とは同じであった。これは、第２被覆材３７の厚みＴが薄すぎるために、光ケーブル２０を曲げたときやこれに光ケーブル２０に側圧を付与したときに、第２被覆材３７がそれらの応力を緩和及び軽減できなかったためと考えられる。
【００７１】
［実験５］
第２被覆材３７の材料はＰＶＣ（商品名；理研コンパウンド、リケンテクノス（株）製、曲げ弾性率３２００ＭＰａ）であり、１３５℃で押し出してＰＯＦコード１７を被覆した。その他の条件は実験１と同じである。
【００７２】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７とは均一に密着していた。密着力Ｆ２は５Ｎ、曲げ損失は１．７ｄＢ、側圧損失は０．０４ｄＢであり、側圧損失における効果は向上したことが確認された。
【００７３】
［比較実験１］
アウタークラッドをＰＶＤＦ（型番；ＫＦ−８５０，呉羽化学工業（株））とするとともに、インナークラッド及びコアの主成分を、主鎖に環状構造をもたないポリマーとしてのＰＭＭＡとした。なお、コアにはドーパントを微量添加することにより屈折率を断面径方向で制御した。用いたＰＶＤＦは、引張破断伸度が２５％、曲げ強度が７５ＭＰａである。
【００７４】
第１被覆材とする被覆材料は、直鎖状低密度ポリエチレン（商品名；ニポロンＬ，東ソー（株）製、曲げ弾性率３００ＭＰａ）である。得られたＰＯＦコードにおける密着力Ｆ１は１３Ｎ、曲げ損失は０．５ｄＢ、側圧損失は０．０３ｄＢであった。
【００７５】
第２被覆材の材料は低密度ポリエチレン（商品名；ペトロセン、東ソー（株）製、曲げ弾性率１００ＭＰａ）であり、１２０℃で押し出してＰＯＦコードを被覆した。その他の条件は実験１と同じである。
【００７６】
得られた光ケーブルの目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７とは均一に密着していた。密着力Ｆ２を測定するときに、第２被覆材が第１被覆材から剥離する前に、第１被覆材がアウタークラッドから剥離した。曲げ損失は０．５ｄＢ、側圧損失は０．０４ｄＢであった。このように、特に効果があったとは言えない。これは、コアの主成分であるＰＭＭＡが主鎖に環状構造をもたず、脆性の大きなポリマーではないので、曲げに対する耐性がもともと高いためと考えられる。また、密着力Ｆ２を測定するときに、第２被覆材が第１被覆材から剥離する前に、第１被覆材がアウタークラッドから剥離したことから、Ｆ２はＦ１よりも大きいことがわかる。このプラスチック光ケーブルを敷設してみると、ＰＯＦと第１被覆材とが剥離してコネクタへプラスチック光ケーブルをうまく接続できず、ＰＯＦが露出してしまうので損傷を受けやすいことがわかった。
【００７７】
以上のように、本発明により、ＰＯＦの伝送損失を損なうことなく、敷設性に優れたプラスチック光ケーブルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】プラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。
【図２】プラスチック光ケーブルの断面図である。
【図３】プラスチック光ケーブル中のＰＯＦ部分の断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【図４】被覆設備を示す概略図である。
【図５】被覆部の要部を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１ プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）
１７ プラスチック光ファイバコード（ＰＯＦコード）
１８ 第１被覆工程
２０ プラスチック光ケーブル
２１ 第２被覆工程
３０ 第１被覆材
３１ コア
３２ クラッド
３７ 第２被覆材
５１ 被覆設備
５２ 被覆機
６８ 被覆材料
８２ ダイス
８３ ニップル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ケーブル及び光伝送部材の被覆方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバには、断面円形の外周部から中央に向けて屈折率が高くなる屈折率分布型プラスチック光ファイバがあり、この屈折率分布型プラスチック光ファイバは主にＳＩ（ステップインデックス）型とＧＩ（グレーデッドインデックス）型とに分類される。前者は屈折率が中央に向けて段階的に高くなるプラスチック光ファイバであり、後者は連続的に高くなるものであってモード分散を抑える点で前者よりも優れている。
【０００３】
そして、このＧＩ型をはじめとするプラスチック光ファイバは、耐屈曲性や耐候性の向上、吸湿による性能低下の抑制、引張強度の向上、耐踏付け性付与、難燃性付与、薬品による損傷からの保護、外部光線によるノイズ防止、着色などによる商品価値の向上などを目的として、被覆層が設けられてプラスチック光ケーブルとされる。
【０００４】
プラスチック光ケーブルはプラスチック光ファイバと被覆層との密着の有無により２つのタイプに分類され、密着型光ケーブルと密着していないルース型光ケーブルとがある。密着型光ケーブルは、ルース型光ケーブルと違ってコネクタと接続する端部の被覆層を剥離してもその端面に空隙がないので、光ケーブル中に水分が侵入することがない。そのため、ルース型光ケーブルで問題になるような、長手方向への水分拡散による伝送損失の低下が密着型光ケーブルにはないという長所がある。
【０００５】
密着型光ケーブルとして例えば特許文献１では、被覆層との密着性が良好で、耐湿熱安定性と耐屈曲性とに優れ、製造作業性に優れたＰＯＦが提案されている。このＰＯＦでは、鞘材（クラッド）がカルボキシル基、カルボキシル誘導体基、エチレンオキシド基の少なくとも１種の官能基を有するフッ素エチレン性共重合体を主成分としている。そして、この特許文献１では、前記ＰＯＦの外周に熱可塑性樹脂からなる被覆層を設けた光ケーブルも提案されており、この光ケーブルはＰＯＦ部分を光ケーブルから引き抜くときの力である引抜強度が１５Ｎ以上とされている。
【０００６】
また、特許文献２では、コアとクラッドとを備えるプラスチック光ファイバに２層の被覆層を設けて、それらの被覆層のうちプラスチック光ファイバ側の第１層をクラッドよりも引張弾性率が小さい材料で構成し、第１層よりも外側の第２層をクラッドよりも引張弾性率が大きい材料で構成することを提案している。これにより、特許文献２のプラスチック光ファイバは、曲げたときの伝送損失上昇（曲げ損失）、つまり、曲げた後の伝送損失から曲げる前の伝送損失を減じた値が小さいとされている。また、特許文献３では、曲げ損失を抑制するとともに耐熱性や耐湿熱性を向上させるために、コアとクラッドとがともにＣ−Ｈ結合を有しない非晶性の含フッ素重合体で構成されているプラスチック光ファイバが提案されている。そして、特許文献４では、第１の被覆材を有するプラスチック光ファイバコードの外周に第２の被覆材が設けられており、第１の被覆材が１×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 未満の弾性率であるとともに第２の被覆材が１×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 以上の曲げ弾性率であるとしたプラスチック光ケーブルが提案されている。これにより、メッセンジャワイヤを使用することなく十分な剛性を備え、通線作業を簡略化することができる、としている。そしてこのプラスチック光ケーブルでは、第２の被覆材の引張降伏点強度を２×１０7 以上とするとともにプラスチック光ケーブルの引張強度を２００Ｎ以上とすることにより、一層抗張力性を高め、さらに、プラスチック光ファイバコードと第２の被覆材との剥離強度を３０Ｎ以下とすることにより第２被覆材の除去時における剥離性を高めている。
【特許文献１】特開２００４−２１２８７１号公報
【特許文献２】特開平１１−３３７７８１号公報
【特許文献３】特開２００２−７１９７２号公報
【特許文献４】特開２００３−３１５６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に提案されるプラスチック光ファイバでは、被覆層とプラスチック光ファイバとを、上記の引抜強度１５Ｎとなるように強くさせていることにより、コネクタと接続するために被覆層を引き抜いて除去する際に、被覆層とプラスチック光ファイバとの密着性が大きすぎて、被覆層のみならずプラスチック光ファイバにも大きな引張力がかかってしまう。その結果、プラスチック光ファイバが伸びて伝送損失にダメージを与えてしまう。また、特許文献２のプラスチック光ファイバは、曲げ損失を増大させる因子がコアの引張強度にあることを前提に提案されているが、クラッド部の厚みはコア部の半径に比べて小さいことから、プラスチック光ファイバを曲げた場合やプラスチック光ファイバに側面からの圧力（側圧）がかかった場合の応力を多く受けるのはコア部であるので、機械特性の重要性はクラッド部よりもむしろコア部に求められる。そして、特許文献３のプラスチック光ファイバは、コア部とクラッド部との両素材についてはのべているが、上記のような敷設性を視野に入れた繰り返し曲げ耐性や、曲げ損失、柔軟性、コアとクラッドとの密着性の観点からプラスチック光ファイバと被覆材との組み合わせの良否について総合的に示唆する記載はない。また、特許文献４に提案されるプラスチック光ケーブルは、プラスチック光ケーブルとしての剛性に加えて第１と第２の被覆層の相互の密着力に着目して、通線作業の簡便性を高めてはいるが、敷設した場合に問題となる曲げ損失やコアとクラッドとの剥離等による伝送損失の悪化、つまり実用時における伝送損失については示唆されていない。一方、未被覆であるプラスチック光ファイバ自体の伝送損失に着目してみると、現在入手しやすいプラスチック光ファイバの中で最も優れた伝送損失を示すものは、脆すぎて密着型光ケーブルとしたときに繰り返し曲げ耐性や、曲げ損失、側圧付与による伝送損失増大（側圧損失）、敷設性等に問題があるために、ルース型光ケーブルにせざるを得ないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題に鑑み、脆い素材から構成されているＰＯＦであっても、その優れた低伝送損失性能を損なうことなく、被覆することによって繰り返し曲げ耐性や柔軟性が付与され、側圧損失及び曲げ損失が少ないプラスチック光ケーブル及び、このようなプラスチック光ケーブルを製造するための光伝送部材の被覆方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、光信号を伝送する第１部材及びこの第１部材の外周に備えられ屈折率が前記第１部材の屈折率以下である第２部材を有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの外周を覆う第１被覆部材と、前記第１被覆部材の外周を覆う第２被覆部材とを備えるプラスチック光ケーブルにおいて、第１部材は、引張破断伸度が１５％以下であり曲げ強度が２０ＭＰａ以上６５ＭＰａ以下であるポリマーを主成分とし、プラスチック光ファイバと第１被覆部材との単位面積あたりの密着力ＦＵ１（単位；）及び前記第１被覆部材と前記第２被覆部材との密着力ＦＵ２は、４．４×１０-2（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ１≦ＦＵ２＜３．３×１０-1（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）の条件を満たすことを特徴として構成されている。
【００１０】
第１部材の主成分は、主鎖に環状構造を有するポリマーであることが好ましい。また、第１被覆部材の曲げ弾性率Ｍ１（ＭＰａ）と前記第２被覆部材の曲げ弾性率Ｍ２（ＭＰａ）とは、Ｍ１≧Ｍ２を満たすことが好ましい。そして、第１被覆部材の外径Ｄと前記第２被覆部材の厚みＴとは、Ｄ／２≦Ｔ≦２Ｄの条件を満たすことが好ましい。前記第１部材の屈折率は、断面円形の中心から外周に向かうにつれて低くなることが好ましい。
【００１１】
さらに本発明では、被覆ダイスに備えられたニップルの内部の走行路に挿通されて出てきた線状の光伝送部材に、ダイスとニップルとの間に形成されているポリマー通路から溶融ポリマーを押し出して被覆する光伝送部材の被覆方法において、溶融ポリマーと光伝送部材との接触開始位置がダイスの内部となるように前記走行路の下流端開口部の位置を設定し、光伝送部材を溶融ポリマーで密着被覆することを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラスチック光ケーブル及び光伝送部材の被覆方法によると、被覆することによって、被覆前のＰＯＦの伝送損失を低下させることなく、繰り返し曲げ耐性や柔軟性が付与されるとともに、側圧損失や曲げ損失が少ないプラスチック光ケーブルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明を実施した一様態としてのプラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。プラスチック光ケーブルの製造工程は、プラスチック光ファイバ１１の３層を形成する３種類の各重合体を溶融して、同心円状の３層構造を有するプラスチック光ファイバ原糸（以下、ＰＯＦ原糸と称する）１２として共に押し出す溶融押出工程１３と、ＰＯＦ原糸１２を加熱して所定倍率に延伸することによりプラスチック光ファイバ（以降、ＰＯＦと称する）１１とする加熱延伸工程１６と、ＰＯＦ１１に第１被覆材を設けてプラスチック光ファイバコード（以降、単にＰＯＦコードと称する）１７とする第１被覆工程１８と、ＰＯＦコード１７に第２被覆材を設けてプラスチック光ケーブル２０（以降、単に光ケーブルと称する）とする第２被覆工程２１とを有する。
【００１４】
図１では、ＰＯＦ１１の製造方法として、溶融押出によりまずＰＯＦ原糸１２を作製して、このＰＯＦ原糸１２を延伸するという方法を示しているが、本発明はＰＯＦ１１の製造方法に依存するものではなく、他の周知の方法により作製されたＰＯＦ１１にも適用することができる。例えば、円柱状のＰＯＦ母材（プリフォーム）を所定の方法により作製し、このプリフォームを延伸して得られるＰＯＦに本発明を適用してもよい。
【００１５】
上記の第１，第２被覆工程１８，２１で設けられる第１，第２被覆材は、単層とは限らず、それぞれ複数層とされる場合もある。そして、複数層とする場合には、複数層を同時に形成する場合もあるし、逐次的に形成する場合もある。本実施形態では、単層の被覆材を形成する場合を例として説明するが、本発明は、形成する被覆材の層数に依存するものではない。また、本実施形態では、第１被覆工程１８と第２被覆工程２１とにおける両被覆方法は、基本的に同じであるので、ここでは第１被覆工程１８に関して説明し、第２被覆工程２１については説明を略す。
【００１６】
ここで、光ケーブル２０の構造とその光学特性について図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。ここでは３層構造のＰＯＦを製造する場合を例示するが、本発明では、ＰＯＦ１１の構造は限定されない。図２は、本発明のプラスチック光ケーブルの断面図、図３はプラスチック光ケーブルのＰＯＦ部分のみの断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図３において、横軸はＰＯＦの断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示す。屈折率は、上にいくほど高い値であることを意味している。
【００１７】
光ケーブル１７は、図２に示すように、このＰＯＦ１１の外周に第１被覆材３０、第１被覆材３０の外周に第２被覆材３７が形成されたものである。そして、ＰＯＦ１１は、光を通すコア３１とコアの外周のクラッド３２とを有し、このクラッド３２は、外径と内径とが長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。クラッド３２は、コア３１の外面に接するインナークラッド部３４とインナークラッド部３４の外側のアウタークラッド部３５とを有している。クラッド３２の外径、つまりＰＯＦ１１の外径は２００〜１５００μｍとされている。本発明では、第２被覆層３７の厚みＴとＰＯＦコード１７の外径Ｄとが、Ｄ／２≦Ｔ≦２Ｄを満たすことが好ましい。なお、ＰＯＦコード１７の外径Ｄは、第１被覆材３０の外径と同じである。これにより、曲げ損失の抑制効果がより高まる。
【００１８】
図３において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図２におけるアウタークラッド３５の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲はインナークラッド部３４の屈折率であり、符号（Ｃ）で示される範囲はコア３１の屈折率である。
【００１９】
コア３１は、図３に示されるように、インナークラッド部３４との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっている。アウタークラッド部３２はインナークラッド部３４よりも屈折率が低く、インナークラッド部３４の屈折率はコア３１の屈折率以下となっている。なお、断面円形の径方向において、屈折率の最大値と最小値との差が０．００１以上０．３以下であることが好ましい。上記のような構造によりＰＯＦ１１は、ＧＩ型光伝送体としての機能を発現する。なお、ＰＯＦ原糸１２のアウタークラッド部、インナークラッド部、コア部の各外径は、ＰＯＦ１１のそれぞれよりも大きいが、基本的構造はＰＯＦ１１と同じであるので図示は略す。また、図２ではインナークラッド部３４とコア３１との境界を、説明の便宜のために示してはいるが、製造の条件等により境界の明確さは異なり必ずしも確認できるものでなくともよい。
【００２０】
また、本実施形態のインナークラッド部３４は、図３に示すように屈折率が概ね一定となっているが、コア３１に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよい。この場合には、インナークラッド部３４の屈折率は、コア３１に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。
【００２１】
プラスチック光ファイバ１１が他の構造とされていても本発明は適用される。コア３１及びクラッド３２の他の構造としては、例えば、クラッドとコアとの境界が存在せずに、クラッド３２の内周からコア３１の中央に向かって屈折率が連続的もしくは段階的に高くなる構造や、コアが２層以上の構造である場合等を挙げることができる。また、本実施形態ではクラッド３２が２層構造とされているが、本発明はこれに限定されず、例えば必要に応じ単層構造あるいは３層以上の複層構造とされてもよい。なお、伝送すべき光はインナークラッド部３４とアウタークラッド部３５との界面で反射してインナークラッド部３４とコア３１との両方を通過する場合や、あるいは、クラッド３２とコア３１との界面で反射してコア３１のみを通過することもある。本発明は、製造する光ケーブルのＰＯＦ部分について、シングルモード、マルチモード、そして、ＳＩ型、ＧＩ型のいずれのタイプであっても適用することができるが、以上のようなＧＩ型ＰＯＦとすることで、ＳＩ型よりも光伝送特性に優れたＰＯＦを得ることができる。
【００２２】
コア３１及びクラッド３２は、ポリマーを主たる成分としており、必要に応じて各種の物質が添加される。主たる成分とは、９０重量％よりも大きな重量百分率である成分を意味する。コア３１とクラッド３２とを形成するためのポリマーとしては、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましい。さらにまた、水分がコアに侵入することをできるだけ防ぐことが好ましいので、アウタークラッド３５は、吸水率が低い材料、例えば、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、インナークラッド部３４が１．５％未満の飽和吸水率、さらに好ましくは１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、ここでの飽和吸水率は、ＡＳＴＭ Ｄ５７０に基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００２３】
ここで、アウタークラッド部３５と第１被覆材３０との単位面積当たりの密着力をＦＵ１（Ｎ／ｃｍ2 ）、第１被覆材３０と第２被覆材３７との単位面積当たりの密着力をＦＵ２（Ｎ／ｃｍ2 ）とする。本発明では、引張破断伸度が１５％以下で曲げ強度が２０ＭＰａ以上６５ＭＰａ以下の材料でコア３１が形成されているときに、単位面積当たりの密着力ＦＵ１，ＦＵ２が４．４×１０-2（Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ２≦ＦＵ１＜３．３×１０-1（Ｎ／ｍｍ2 ）の条件を満たす。引張破断伸度の上記値はＡＴＳＭ Ｄ６３８による測定値、曲げ強度の上記値はＡＳＴＭ Ｄ７９０による測定値であるので、両者を他の方法で測定する場合には、それらの測定値とＡＳＴＭ Ｄ６３８，Ｄ７９０による測定値との相関関係を予め求めておくとよい。また、上記密着力Ｆ１，Ｆ２とは、光ケーブル１７からＰＯＦ１１を引き抜くに要する力（引き抜き力）を密着面の面積で除した値である。この値を基にすると、例えば、アウタークラッドの外径が５００μｍ、第１被覆材３０の外径Ｄが１２００μｍであるプラスチック光ケーブル２０を製造する場合には、長さ３０ｍｍの長さ分をサンプリングしたときに、アウタークラッド３５と第１被覆材３０との密着力Ｆ１と第１被覆材３０と第２被覆材３７との密着力Ｆ２とが２（Ｎ）＜Ｆ２≦Ｆ１＜１５（Ｎ）を満たすようにするとよい。
【００２４】
コア３１が上記のように脆い材料で形成され、単位面積当たりの密着力ＦＵ１，ＦＵ２を上記条件とすることにより、側圧損失や曲げ損失等の伝送損失の悪化を抑えることができる。これは、アウタークラッド３５と第１被覆材３０、及び第１被覆材３０と第２被覆材３７とがそれぞれ密着しているので、光ケーブル２０に対し外部から応力がかけられてもその力がＰＯＦ１７部分から第１及び第２被覆材３０，３７に分散することによる。例えば、光ケーブル２０を敷設するときに長手方向に強く引いた際には、引張の力がＰＯＦ１７部分に強くかかってもその力が周りの第１被覆材及び第２被覆材３０，３７へ分散されるので、コア３１とインナークラッド３４とアウタークラッド３５の各界面で剥離が起こりにくい。また、光ケーブル２０に側圧がかけられても、ＰＯＦ１７部分にかかった力は引張の場合と同じく第１被覆材３０及び第２被覆材３７に分散するので、ＰＯＦ１７部分は損傷しにくい。
【００２５】
このように、単位面積当たりの密着力ＦＵ１，ＦＵ２は大きければよいというものではなく、上記値の範囲とされることが好ましい。単位面積当たりの密着力ＦＵ１，ＦＵ２が３．３×１０-1（Ｎ／ｍｍ2 ）以上であると、第２被覆材３７を光ケーブル２０から引き抜く際にアウタークラッド３５とインナークラッド３４との界面剥離が起きてしまい、伝送損失が大きくなってしまう。という問題がある。一方、ＦＵ１，ＦＵ２が４．４×１０-2（Ｎ／ｍｍ2 ）以下であると、密着性が弱すぎて、繰り返しの曲げ等によりアウタークラッド３５と第１被覆材３０とが剥がれてしまうので、局部的に側圧がかかったときに伝送損失が大きくなる場合がある。という問題がある。また、ＦＵ２がＦＵ１よりも大きいと、コネクタへの取り付け等のために第２被覆材３７を光ケーブル２０から抜き取る際に、第１被覆材３０がアウタークラッド３５から剥離してしまうという問題がある。ＦＵ１，ＦＵ２は、７．０×１０-2（Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ２≦ＦＵ１＜２．０×１０-1（Ｎ／ｍｍ2 ）を満たすことがより好ましく、９．０×１０-2（Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ２≦ＦＵ１＜１．８×１０-1（Ｎ／ｍｍ2 ）を満たすことがより好ましい。また、ＦＵ２＜ＦＵ１であることがより好ましい。
【００２６】
ところで、第１被覆材３０と第２被覆材３７との弾性率の関係は、ＰＯＦ１１特にクラッド３２と両被覆材３０，３７との弾性率の関係よりも、曲げ損失の増大に大きく影響をもつ。したがって、クラッド３２と両被覆材３０，３７との引張弾性率の関係よりも第１被覆材０と第２被覆材３７との弾性率の関係を重視した方が曲げ損失の効果的な制御が可能となる。そこで、本発明では、第１被覆層３０の材料は、第２被覆材３７の材料よりも曲げ弾性率が低いものとすることが好ましく、これにより、曲げ損失をより効果的に抑制することができる。これは、ＰＯＦ１１を密着して覆っている第１被覆材３０がＰＯＦ１１の曲がりにより柔軟に応じられるという利点をもつとともに、第１被覆材３０よりも低い曲げ弾性率をもつ第２被覆材３７は、曲げの応力が第１被覆材３０を通してＰＯＦ１１に伝わってしまうことを抑制することができるという利点をもつ。また、第１被覆材３０の曲げ弾性率Ｍ１（ＭＰａ）と第２被覆材３７の曲げ弾性率Ｍ２（ＭＰａ）とが上記条件を満足することにより、テンションメンバを使用しなくても敷設に十分な曲げ耐性が光ケーブル２０に付与されるので、光ケーブルのサイズを小さくして第１及び第２被覆材３０，３７の原料を減らし軽量化及びコストダウンが図られる。Ｍ１＜Ｍ２のときには、光ケーブル２０を曲げたときに応力がＰＯＦ１１の内部にかかってしまって光学特性が悪くなることがある。
【００２７】
コア３１及びクラッド３２の材料例としては、スチレン系化合物（ａ）、ビニルエステル類（ｂ）、主鎖に環状構造を含むフッ素系ポリマー（ｃ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性化合物として用いて重合させたもの、ノルボルネン系樹脂等を使用することができる。そして、アウタークラッド３５を形成するポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）も好ましい。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち２種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。フッ素系ポリマーを用いる場合には、特開２００２−７１９７２号公報に記載されているような、Ｃ−Ｈ結合が実質的に含まれていないような非結晶性のものが伝送特性の観点からは好ましい。（ｃ）のように主鎖に環状構造を有するポリマーとしては、もともと環状構造をもっていたモノマーを重合することにより得られるポリマーや、環化重合によって非晶質構造の主鎖に環状構造が形成されたポリマー等が挙げられ、例えば、ポリパーフルオロブタニルビニルエーテルや特開平８−３３４６３４号公報等に記載される主鎖に脂肪環または複素環をもつポリマー、特開２００２−７１９７２号公報及び特願２００４−１８６１９９号に記載されるもの等が伝送特性の点で好ましい。また、本発明は上述のように、光信号の伝送特性には優れるが脆いという欠点をもつポリマーをコア３１に用いた場合に、大きな効果が得られる。そのようなポリマーとしては、主鎖に環状構造をもつポリマーやフッ素系ポリマーがある。
【００２８】
また、コア３１及びクラッド３２には、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、コアもしくはその一部に耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。これにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、得られるＰＯＦ１７及びケーブル２０を、例えば、光伝送リンクの一部のファイバ増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、コア３１及びクラッド３２を形成することができる。
【００２９】
上記屈折率分布、すなわち、径方向において屈折率が変化するために、インナークラッド部３４とコア３１とを形成する各ポリマーのうち少なくともいずれか一方に、屈折率調整剤（ドーパント）を各所定量混合する。ドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。コア３１のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、コア３１の主成分となるポリマーに対して０．０１重量％以上２５重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上２０重量％以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。
【００３０】
本実施形態でのドーパントは、高屈折率で分子体積が大きく、重合性がなく、溶融状態のポリマー中で所定の拡散速度を有する低分子化合物であり、これを添加することによりコアの径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、ダイマーやトリマー等のオリゴマーであってもよい。したがって、モノマーの状態ではコアを形成する重合性化合物との重合反応性を有するものであっても、これがオリゴマーとなったときにはこのような重合反応性を示さないものであれば、このようなオリゴマーをドーパントとして用いることができる。
【００３１】
第１被覆材３０及び第２被覆材は、耐曲げ性、側圧耐性の他に、耐候性の向上、吸湿による性能低下抑制、引張強度の向上、耐踏付け性付与、難燃性付与、薬品による損傷からの保護、外部光線によるノイズ防止、着色などによる商品価値の向上などを目的として設けられる。
【００３２】
第１被覆材３０，第２被覆材３７には、上記のような各目的に応じてその材料が選択される。材料として好ましいものは、低融点かつ高流動性のポリエチレン（（直鎖状）低密度ポリエチレン）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリフッ化ビニリデン共重合体等が挙げられる。
【００３３】
次に、本発明の被覆装置及び被覆方法について説明する。図４は、第１被覆工程１８（図１参照）で用いた被覆設備を示す概略図である。被覆設備５１は、被覆機５２と、この被覆機５２にＰＯＦ１１を送り出す送出機５３と、巻取機５６と、ＰＯＦコード１７を巻取機５６に搬送する搬送機５７とを備える。さらに、被覆設備５１は、被覆機５２から出てきたＰＯＦコード１７を冷却するための冷却機６１を複数備える。また、搬送機５７に備えられた搬送手段５８と冷却機６１との間にはＰＯＦコード１７の張力を制御するためのダンサプーリ５８が備えられ、このダンサプーリ５８にはＰＯＦコード１７の張力を測定する第１張力測定装置６２が備えられている。搬送手段５８としては、駆動プーリや駆動ローラ、ゴデットロール等の周知の搬送手段を用いることができる。
【００３４】
そして、送出機５３によるＰＯＦ１１の送り出し速度と搬送機５７によるＰＯＦコード１７の搬送速度とを制御する送り速度コントローラ（図示せず）と、巻取機５６における巻取張力を測定するための第２張力測定装置６６とが、被覆設備５１には備えられている。なお、第２張力測定手段６６は、巻取機５６に備えられた巻取装置６４の上流側のダンサプーリ６５に備えられる。
【００３５】
送出機５３と搬送機５７とは、独立して駆動可能としている。また、送出機５３は、ＰＯＦ１１を被覆機５２に送り出すための送出装置７１と、被覆機５２へ送り出すＰＯＦ１１の張力を制御するためのダンサプーリ７２とを備えるが、この張力制御は、ダンサプーリ７２に代えて他の周知の張力制御手段により行われてもよい。他の張力制御手段としては、例えばダンサローラ等が挙げられる。第１張力測定装置６２の測定結果に応じて、送出機５３による搬送速度、搬送手段５８による搬送速度、ダンサプーリ５８，７２の位置等の少なくともいずれかひとつが調整される。なお、図４には、被覆設備５１の搬送路にＰＯＦコード１７の支持手段６７が複数図示されているが、この数は適宜増減され、さらに、ＰＯＦ１１を支持するための支持手段を適宜設けてもよい。そして、この支持手段としてはガイドプーリやガイドローラ、ゴデットロール等を用いることができる。
【００３６】
この被覆設備５１は、前工程である加熱延伸工程１６の装置と連続させることができる。加熱延伸工程１６の装置と連続させるときには、送出機５３は、加熱延伸工程１６に設けられた搬送手段に代えることができる。
【００３７】
被覆機５２は、送出機５３から送り出されたＰＯＦ１１に、所定の被覆材料６８で第１被覆材３０（図２参照）を形成しＰＯＦコード１７とする。被覆機５２は、送り込まれてきた被覆材料６８を加熱溶融することによりＰＯＦ１１を密着被覆する。被覆機５２から出た直後のＰＯＦコード１７は高温となっていることがあるので、通常は、搬送手段等への接着等を防止するために冷却機６１を使用してＰＯＦコード１７を冷却する。また、支持手段６７が設けられているＰＯＦコード１７の搬送路では、ＰＯＦコード１７の内部応力歪みが搬送中に緩和される。
【００３８】
搬送機５７により冷却機６１を出たＰＯＦコード１７は、第１張力測定装置６２により搬送方向における張力を測定される。この測定結果は送り速度コントローラに送られて、ここで搬送機５７による搬送速度が制御される。送り速度コントローラは、さらに、送出機５３によるＰＯＦ１１の送り出し速度も制御することができる。また、本実施形態ではダンサプーリ５９，７２を用いているので、送出機５３及び搬送手段５８による搬送速度を調整せずとも、第１張力測定装置６２の測定結果に基づいてダンサプーリ５９，７２の調整によりＰＯＦ１１とＰＯＦコード１７との張力を制御することができる。このようにして被覆時におけるＰＯＦ１１の張力は制御される。
【００３９】
搬送機５７により搬送されるＰＯＦコード１７は、第２張力測定装置６６により巻取張力を測定されながら、巻取機５６により巻き取られる。
【００４０】
搬送機５７としては、ＰＯＦコード１７をスリップさせずに安定して支持しながら傷等を付けることなく次工程に搬送するものが好ましい。搬送手段として好ましいものとしては、周知の駆動ローラやゴデットロール等が例示される。
【００４１】
次に、上記のような被覆設備５１による被覆方法を説明する。まず、所定の被覆材料６８を被覆機５２に供給し、加熱溶融する。また、ＰＯＦ１１を送出機５３により被覆機５２に送り込む。なお、この被覆機５２における被覆機構については、別の図を用いて後で詳細に説明する。被覆機５２から出たＰＯＦコード１７を、所定の温度となるように冷却し、冷却後のＰＯＦコード１７を搬送機５７により搬送する。
【００４２】
被覆機５２は、被覆材料６８を加熱溶融する溶融部と、内部に送り込まれてきたＰＯＦ１１に溶融された被覆材料６８を被覆する被覆部とを有しており、この被覆部について、図５を参照しながら以下に詳しく説明する。図５は、被覆部の要部を示す概略図である。被覆部８１は、周知のように被覆ダイス８２とニップル８３とが一体的に組み立てられており、これらによって形成される隙間が、溶融された被覆材料６８の流路８６となる。そしてニップル８３には、ＰＯＦ１１の第１走路８７が形成されている。第１走路８７に流路８６が接続して、その接続箇所から下流側は、ＰＯＦ１１が被覆材料６８で被覆されて走行する第２走路８８とされる。被覆ダイス８２とニップル８３とには、被覆材料６８を所定の温度に制御して所望の流動性をもたせるための温度コントローラ９１が備えられる。なお、この被覆機５２には、溶融された被覆材料６８を被覆部８１に送り込む管９４が、前記溶融部から流路８６に接続するように設けられている。
【００４３】
上記の被覆部８１において、ＰＯＦコード１７の出口をダイス出口８２ａ、被覆材料６８が第２走路８８に達する位置を被覆材料供給口８６ａ、この被覆材料供給口８６ａの最もダイス出口８２ａ側の端をランド後端位置８２ｂと称する。また、第２走路８８のうち、ランド後端位置８２ｂより下流はランド部９０である。そして、ニップル８３の下流端における外径をニップル外径Ｔｂ１（μｍ）と称し、第１走路８７の径をニップル外径Ｔｂ２（μｍ）と称する。
【００４４】
この被覆部８１では、ＰＯＦ１１が第１走路８７、第２走路８８を通過してダイス出口８２ａから出る。ニップル外径Ｔｂ２はＰＯＦ１１の外径よりも若干大きめとされており、ＰＯＦ１１の外周面をできるだけ傷つけないようにしてある。管９４から流路８６に案内された被覆材料８６は、流路８６から第２走路８８に達し、この第２走路８８でＰＯＦ１１の外周を覆う。そして、ＰＯＦ１１は、被覆材料８２に被覆されたＰＯＦコード１７として外部に出される。
【００４５】
被覆ダイス８２とニップル８３とは周知のように様々な形状のものがある。例えば、ニップル上流端がランド部をもたないものでは、ニップル８３の下流端がダイス出口８２ａよりも上流側に位置している。ＰＯＦ１１が被覆材料６８で被覆される位置を、このように被覆ダイス８２の内部とするものであれば、いかなる様態の被覆ダイス及びニップルの被覆部であってもよい。このように、被覆ダイス８２の内部でＰＯＦ１１に第１被覆材３０を形成することにより、被覆材料６８に圧力がかけられてＰＯＦ１１を覆い、ＰＯＦ１１と第１被覆材３０とが上記の引抜強度の密着力で密着するようになる。このように加圧されて密着被覆する方法を以下の説明では加圧押出被覆法と称する。
【００４６】
このような被覆部８１を有する被覆機により被覆する方法では例として以下の方法をあげることができる。まず、ＰＯＦ１１を被覆部８１の内部で搬送させる速度については、１０ｍ／分〜１００ｍ／分の範囲であることが好ましい。搬送速度が１０ｍ／分未満であると生産効率が低すぎるし、また、加熱されている第1走路８７におけるＰＯＦの通過時間が長すぎてニップル８３からの熱よりＰＯＦ１１が劣化することがある。一方、搬送速度を１００ｍ／分より速くすると、冷却が不十分となり、被覆材料６８の予熱でＰＯＦ１１が伸びてしまう、あるいは、被覆材料６８の結晶化による機械的特性の変化などの問題が生じるおそれがある。
【００４７】
そして、被覆ダイス８２とニップル８３との各形態及び相対位置を調整することによりＰＯＦ１１の熱劣化による伝送損失の悪化をより防止することができる。
【００４８】
被覆材料６８の被覆時における温度（以下、被覆温度と称する。）ＴＤ（単位；℃）は、ＰＯＦ１１に与える熱量を低減するためにも可能な程度に低くすることが好ましい。したがって、被覆温度ＴＤは、ＰＯＦ１１の素材の熱伝導度や比熱を考慮して決めるとよい。例えば、ポリエチレンを被覆材料６８として用いる場合には１４０℃以下とすることが好ましく、より好ましくは１３０℃以下とすることである。被覆材料６８は、適度な流動性を示していることが好ましく、さらに、伝送損失の上昇を防ぐために、例えば融点Ｔｍ（℃）をもつ物質であるときには、Ｔｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋３０）℃とすることが好ましく、より好ましくはＴｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋２０）℃であり、Ｔｍ≦ＴＤ≦（Ｔｍ＋１０）℃とすることが最も好ましい。例えば、被覆材料６８が融点１２０℃の低密度ポリエチレンである場合には、１２０℃〜１３０℃の被覆温度ＴＤとすることが好ましい。
【００４９】
押出被覆法に代えて、嵌合延伸法、接着剤による取り付け等の周知の方法により第１被覆材３０をＰＯＦ１１の外周に設けることもできる。嵌合延伸法とは、被覆材料により予め成型した筒状部材の中空部に、円柱状のプラスチック光ファイバプリフォーム（母材）を嵌め込み、これを長手方向に延伸してＰＯＦとする方法である。なお、これらの方法により得られるＰＯＦコードについて、密着力の測定は、被覆設備５１で得られるＰＯＦコード１７の密着力測定方法と同様にして実施することができる。
【００５０】
なお、ＰＯＦ１１を複数本まとめてニップル８３の内部を走行させて被覆することにより、複数本まとめられた状態のＰＯＦ１１の束の外周を密着被覆することもできる。
【００５１】
以上のように第１被覆材３０が設けられることにより、ＰＯＦ１１は、機械的特性が向上するとともに、ＰＯＦのみの場合よりも径が大きくなるので光結合時におけるハンドリング性が向上する。
【００５２】
以上の被覆方法において、ＰＯＦ１１をＰＯＦコード１７に代えるとともに被覆材料６８を第２被覆材のための材料に代えることにより、光ケーブルを得ることができる。なお、第２被覆材は、コネクタへ光ケーブルを取り付ける際には通常取り除かれる。
【００５３】
第２被覆材３７には、難燃剤や、紫外線吸収剤、酸化防止剤、昇光剤、滑材等を、光伝送特性に影響を及ぼさない条件範囲で添加してもよい。
【００５４】
前記難燃剤としては、臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤、リン含有のものがあるが、燃焼時における毒性ガス低減等の安全性の観点では、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物が主流となりつつある。ただし、このような金属水酸化物は、その内部に水分を結晶水として有している。この水分は、これら金属水酸化物の製法過程における付着水に起因するものであり完全除去は不可能とされる。したがって、金属水酸化物は、ＰＯＦに接する第１被覆材には含有させずに、光ケーブルの表面に配された第２被覆材に含有させることが望ましい。
【００５５】
本発明のプラスチック光ケーブルは、従来の光ケーブルに比べて軸ずれに対する許容度が高いために、突き合せにより接合しても用いることができるが、より好ましくは、プラスチック光ケーブルの端部に接続用光コネクタを備えて、互いの接続部を確実に固定することが好ましい。コネクタとしては一般に知られている、ＰＮ型、ＳＭＡ型、ＳＭＩ型などの市販の各種コネクタを利用することが可能である。
【００５６】
本発明のプラスチック光ケーブルは、種々の発光素子や受光素子、光スイッチ、光アイソレータ、光集積回路、光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置等が組み合わされて好適に用いられる。この際には、必要に応じて他の光ファイバ等と組み合わせてもよい。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行）、日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」などを参考にすることができる。前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線、車両や船舶などの内部配線、光端末とデジタル機器、デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮ等をはじめとする、高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途などの短距離に適した光伝送システムに好適に用いることができる。
【００５７】
さらに、ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ． ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４−Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ ２００１，ｐ．３３９−３４４ 「Ｈｉｇｈ−Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ Ｓｔａｒ Ｃｏｕｐｌｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｄｉｆｆｕｓｅｄ Ｌｉｇｈｔ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌 Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００ ４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」の記載されているものや、特開２００３−１５２２８４号公報に記載の導波路面に対する発光素子の配置；特開平１０−１２３３５０号、特開２００２−９０５７１号、特開２００１−２９００５５号等の各公報に記載の光バス；特開２００１−７４９７１号、特開２０００−３２９９６２号、特開２００１−７４９６６号、特開２００１−７４９６８号、特開２００１−３１８２６３号、特開２００１−３１１８４０号等の各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号等の公報に記載の光スターカプラ；特開２００２−６２４５７号、特開２００２−１０１０４４号、特開２００１−３０５３９５号等の各公報に記載の光信号伝達装置や光データバスシステム；特開２００２−２３０１１号等に記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号等に記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号等に記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号等の各公報に記載のマルチファンクションシステム；や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用した、より高度な光伝送システムを構築することができる。以上の光伝送用途以外にも照明（導光）、エネルギー伝送、イルミネーション、センサ分野にも用いることができる。
【実施例１】
【００５８】
［実験１］
光ケーブル２０を製造するとともに、得られた光ケーブル２０の伝送損失を測定した。以下に、製造条件、評価項目及び評価方法を含めて説明する。実験６，７は、本発明の実施様態である実験１〜５に対する比較実験として実施したものである。なお、詳細は実験１で説明し、実験２〜７において実験１と同じ条件で実施した内容については記載を省略する。
【００５９】
コア３１及びクラッド３２の主成分を、Ｃ−Ｈ結合をもたない非結晶性の透明フッ素系ポリマーとして、ＧＩ型ＰＯＦ１１を作製した。なお、主成分とは、９０重量％よりも大きな重量百分率である成分を意味する。コア３１及びクラッド３２の材料は、引張破断伸度が６％、曲げ強度が５０ＭＰａである。引張破断伸度はＡＳＴＭ Ｄ６３８、曲げ強度はＡＳＴＭ Ｄ７９０に基づき予め測定された。なお、ＰＯＦ１１の作製方法は、特開平８−５８４８号公報、特開平１１−１６７０３０号公報、特開２００５−２３３２４号公報のいずれかひとつに基づいて実施した。
【００６０】
被覆設備５１を用いた加圧押出被覆法により、第１被覆材３０をＰＯＦ１１の外周に設けＰＯＦコード１７を得た。被覆材料６８は、ＰＭＭＡ（商品名；アクリペットＶＨ−５，三菱レイヨン（株）製、曲げ弾性率３１００ＭＰａ）である。ＰＯＦコード１７の外径は５００μｍである。
【００６１】
得られたＰＯＦコード１７について、密着力Ｆ１、曲げ損失、側圧損失を測定した。密着力Ｆ１の測定では、ＰＯＦコード１７から長さ１００ｍｍ分をサンプル片として切り取った。このサンプル片の一端から３０ｍｍの位置に周方向での切り込みを入れた。切り込みに関して３０ｍｍの長さ側の一端を、引張試験機の上チャックで保持し、７０ｍｍの長さ側の他端を下チャックで保持した。そして、上チャックを１００ｍｍ／分の速度で上昇させて、３０ｍｍの長さ側の第１被覆材３０がＰＯＦ１１から剥離する力を求め、これをＦ１とした。引張試験機は東洋精機製ストログラフである。Ｆ１は１３Ｎであった。曲げ損失は、ＪＩＳ Ｃ６８２３に準じて測定したものであって、長さ５ｍのＰＯＦコード１７を曲がり半径Ｒが１０ｍｍとなるように曲げて、曲げた状態での伝送損失値から曲げる前の伝送損失値を引いた差である。このようにして求めた曲げ損失値は１．５ｄＢであった。側圧損失は、ＪＩＳ Ｃ６８２３のマイクロベンド損失のワイヤメッシュ法に準じて測定したものであって、所定の側圧を長さ５ｍのＰＯＦコード１７にかけて、側圧下での伝送損失値から側圧付与前の伝送損失値を引いた値である。このようにして求めた側圧損失値は０．０６ｄＢであった。
【００６２】
次に、ＰＯＦコード１７に第２被覆材３７を設けて光ケーブル２０を得た。被覆方法は加圧押出被覆法であり、溶融押出機本体５３の混練部にあるスクリューの径はφ４０ｍｍである。第２被覆材３７の材料は熱可塑性フッ素系ポリマー（商品名；ＤＹＮＥＯＮ ＴＨＶ２２０Ｇ，住友３Ｍ製、曲げ弾性率８０ＭＰａ）であり、１３０℃で押し出してＰＯＦコード１７を被覆した。第２被覆材３７の厚みＴは７５０μｍ、得られた光ケーブル２０の外径は２ｍｍである。
【００６３】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７との間には隙間は無く、両者は均一に密着していることが確認された。第１被覆材３０と第２被覆材３７との密着力Ｆ２、曲げ損失、側圧損失を、長さ５ｍのＰＯＦコード１７における測定方法と同様に測定した。なお、Ｆ２については、第２被覆材３７を引っ張り、第２被覆材３７と第１被覆材３０とが剥離したときの力の値である。Ｆ２は８Ｎ、曲げ損失は１．３ｄＢ、側圧損失は０．０４ｄＢであった。
【００６４】
実験１では、第２被覆材３７を被覆すると、曲げ損失と側圧損失との両方が小さくなることがわかる。
【００６５】
［実験２］
実験１と同様のＰＯＦコード１７に対して第２被覆材３７をチュービング型押出被覆設備により設け、光ケーブル２０を得た。このチュービング型押出被覆設備では、ダイス８２からＰＯＦコード１７が出たところでＰＯＦ１７が第２被覆材３７に接触し、被覆される。チュービング型押出被覆設備混練部にあるスクリューの径はφ４０ｍｍである。
【００６６】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７との間には、一部隙間が確認された。密着力Ｆ２は４Ｎ、曲げ損失は１．４ｄＢ、側圧損失は０．０５ｄＢであった。
【００６７】
［実験３］
第２被覆材３７の厚みＴが１０５０μｍ、光ケーブル２０の外径が２．６ｍｍとなるように第２被覆材３７をＰＯＦコード１７に設けた。その他の条件は実験１と同じである。
【００６８】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７とは均一に密着していた。密着力Ｆ２は６Ｎ、曲げ損失は１．２ｄＢ、側圧損失は０．０４ｄＢであった。このように、曲げ損失と側圧損失については、ＰＯＦコード１７のときよりも光ケーブル２０とした方が良い結果が得られた。しかし、光ケーブル２０の伝送損失はＰＯＦコード１７の伝送損失よりも５０ｄＢ／ｋｍ大きくなっていた。これは、第２被覆材３７の厚みＴを大きくしすぎたことにより、第２被覆材３７の被覆時にＰＯＦコード１７が熱で伸びてしまい、そのためコア３１とインナークラッド３４とアウタークラッド３５との各界面で界面不整が生じたので光信号が散乱して損失が上昇したと考えられる。
【００６９】
［実験４］
第２被覆材３７の厚みＴが２００μｍ、光ケーブル２０の外径が０．９ｍｍとなるように第２被覆材３７をＰＯＦコード１７設けた。その他の条件は実験１と同じである。
【００７０】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７とは均一に密着していた。密着力Ｆ２は６Ｎ、曲げ損失は１．５ｄＢ、側圧損失は０．０６ｄＢであった。このように、曲げ損失と側圧損失については、ＰＯＦコード１７と光ケーブル２０とは同じであった。これは、第２被覆材３７の厚みＴが薄すぎるために、光ケーブル２０を曲げたときやこれに光ケーブル２０に側圧を付与したときに、第２被覆材３７がそれらの応力を緩和及び軽減できなかったためと考えられる。
【００７１】
［実験５］
第２被覆材３７の材料はＰＶＣ（商品名；理研コンパウンド、リケンテクノス（株）製、曲げ弾性率３２００ＭＰａ）であり、１３５℃で押し出してＰＯＦコード１７を被覆した。その他の条件は実験１と同じである。
【００７２】
得られた光ケーブル２０の目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７とは均一に密着していた。密着力Ｆ２は５Ｎ、曲げ損失は１．７ｄＢ、側圧損失は０．０４ｄＢであり、側圧損失における効果は向上したことが確認された。
【００７３】
［比較実験１］
アウタークラッドをＰＶＤＦ（型番；ＫＦ−８５０，呉羽化学工業（株））とするとともに、インナークラッド及びコアの主成分を、主鎖に環状構造をもたないポリマーとしてのＰＭＭＡとした。なお、コアにはドーパントを微量添加することにより屈折率を断面径方向で制御した。用いたＰＶＤＦは、引張破断伸度が２５％、曲げ強度が７５ＭＰａである。
【００７４】
第１被覆材とする被覆材料は、直鎖状低密度ポリエチレン（商品名；ニポロンＬ，東ソー（株）製、曲げ弾性率３００ＭＰａ）である。得られたＰＯＦコードにおける密着力Ｆ１は１３Ｎ、曲げ損失は０．５ｄＢ、側圧損失は０．０３ｄＢであった。
【００７５】
第２被覆材の材料は低密度ポリエチレン（商品名；ペトロセン、東ソー（株）製、曲げ弾性率１００ＭＰａ）であり、１２０℃で押し出してＰＯＦコードを被覆した。その他の条件は実験１と同じである。
【００７６】
得られた光ケーブルの目視による評価では、第１被覆材３０と第２被覆材３７とは均一に密着していた。密着力Ｆ２を測定するときに、第２被覆材が第１被覆材から剥離する前に、第１被覆材がアウタークラッドから剥離した。曲げ損失は０．５ｄＢ、側圧損失は０．０４ｄＢであった。このように、特に効果があったとは言えない。これは、コアの主成分であるＰＭＭＡが主鎖に環状構造をもたず、脆性の大きなポリマーではないので、曲げに対する耐性がもともと高いためと考えられる。また、密着力Ｆ２を測定するときに、第２被覆材が第１被覆材から剥離する前に、第１被覆材がアウタークラッドから剥離したことから、Ｆ２はＦ１よりも大きいことがわかる。このプラスチック光ケーブルを敷設してみると、ＰＯＦと第１被覆材とが剥離してコネクタへプラスチック光ケーブルをうまく接続できず、ＰＯＦが露出してしまうので損傷を受けやすいことがわかった。
【００７７】
以上のように、本発明により、ＰＯＦの伝送損失を損なうことなく、敷設性に優れたプラスチック光ケーブルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】プラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。
【図２】プラスチック光ケーブルの断面図である。
【図３】プラスチック光ケーブル中のＰＯＦ部分の断面径方向における屈折率を示すグラフである。
【図４】被覆設備を示す概略図である。
【図５】被覆部の要部を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１ プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）
１７ プラスチック光ファイバコード（ＰＯＦコード）
１８ 第１被覆工程
２０ プラスチック光ケーブル
２１ 第２被覆工程
３０ 第１被覆材
３１ コア
３２ クラッド
３７ 第２被覆材
５１ 被覆設備
５２ 被覆機
６８ 被覆材料
８２ ダイス
８３ ニップル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝送する第１部材及びこの第１部材の外周に備えられ屈折率が前記第１部材の屈折率以下である第２部材を有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの外周を覆う第１被覆部材と、前記第１被覆部材の外周を覆う第２被覆部材とを備えるプラスチック光ケーブルにおいて、
前記第１部材は、引張破断伸度が１５％以下であり曲げ強度が２０ＭＰａ以上６５ＭＰａ以下であるポリマーを主成分とし、
前記プラスチック光ファイバと前記第１被覆部材との単位面積あたりの密着力ＦＵ１（単位；）と、前記第１被覆部材と前記第２被覆部材との単位面積あたりの密着力ＦＵ２とは、４．４×１０-2（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ１≦ＦＵ２＜３．３×１０-1（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）の条件を満たすことを特徴とするプラスチック光ケーブル。
【請求項２】
前記第１部材の主成分は、主鎖に環状構造を有するポリマーであることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ケーブル。
【請求項３】
前記第１被覆部材の曲げ弾性率Ｍ１と前記第２被覆部材の曲げ弾性率Ｍ２とは、Ｍ１≧Ｍ２を満たすことを特徴とする請求項１または２記載のプラスチック光ケーブル。
【請求項４】
前記第１被覆部材の外径Ｄと前記第２被覆部材の厚みＴとがＤ／２≦Ｔ≦２Ｄの条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のプラスチック光ケーブル。
【請求項５】
前記第１部材の屈折率は、断面円形の中心から外周に向かうにつれて低くなることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のプラスチック光ケーブル。
【請求項６】
被覆ダイスに備えられたニップルの内部の走行路に挿通されて出てきた線状の光伝送部材に、前記ダイスと前記ニップルとの間に形成されているポリマー通路から溶融ポリマーを押し出して被覆する光伝送部材の被覆方法において、
前記溶融ポリマーと前記光伝送部材との接触開始位置が前記ダイスの内部となるように前記走行路の下流端開口部の位置を設定し、前記光伝送部材を前記溶融ポリマーで密着被覆することを特徴とする光伝送部材の被覆方法。
【請求項１】
光信号を伝送する第１部材及びこの第１部材の外周に備えられ屈折率が前記第１部材の屈折率以下である第２部材を有するプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバの外周を覆う第１被覆部材と、前記第１被覆部材の外周を覆う第２被覆部材とを備えるプラスチック光ケーブルにおいて、
前記第１部材は、引張破断伸度が１５％以下であり曲げ強度が２０ＭＰａ以上６５ＭＰａ以下であるポリマーを主成分とし、
前記プラスチック光ファイバと前記第１被覆部材との単位面積あたりの密着力ＦＵ１（単位；）と、前記第１被覆部材と前記第２被覆部材との単位面積あたりの密着力ＦＵ２とは、４．４×１０-2（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）＜ＦＵ１≦ＦＵ２＜３．３×１０-1（単位；Ｎ／ｍｍ2 ）の条件を満たすことを特徴とするプラスチック光ケーブル。
【請求項２】
前記第１部材の主成分は、主鎖に環状構造を有するポリマーであることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ケーブル。
【請求項３】
前記第１被覆部材の曲げ弾性率Ｍ１と前記第２被覆部材の曲げ弾性率Ｍ２とは、Ｍ１≧Ｍ２を満たすことを特徴とする請求項１または２記載のプラスチック光ケーブル。
【請求項４】
前記第１被覆部材の外径Ｄと前記第２被覆部材の厚みＴとがＤ／２≦Ｔ≦２Ｄの条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のプラスチック光ケーブル。
【請求項５】
前記第１部材の屈折率は、断面円形の中心から外周に向かうにつれて低くなることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のプラスチック光ケーブル。
【請求項６】
被覆ダイスに備えられたニップルの内部の走行路に挿通されて出てきた線状の光伝送部材に、前記ダイスと前記ニップルとの間に形成されているポリマー通路から溶融ポリマーを押し出して被覆する光伝送部材の被覆方法において、
前記溶融ポリマーと前記光伝送部材との接触開始位置が前記ダイスの内部となるように前記走行路の下流端開口部の位置を設定し、前記光伝送部材を前記溶融ポリマーで密着被覆することを特徴とする光伝送部材の被覆方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１０８２３３（Ｐ２００７−１０８２３３Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９６６９０（Ｐ２００５−２９６６９０）
【出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１１日（２００５．１０．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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