JP2001174661A - プラスチック製マルチフィラメント型光ファィバ、その製造方法および光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送帯域が広く、曲げ損失の小さいプラスチ
ック製マルチフィラメント型光ファイバおよび光ファイ
バケーブルを提供する。 【解決手段】 ３個以上の島部が、該島部を構成する樹
脂よリ屈折率が低い樹脂で覆われたプラスチック製マル
チフィラメント型光ファイバーであって、島部の平均直
径が４０〜３００μｍの隣接する島部間の平均間隔が２
μｍ以上であるプラスチック製マルチフィラメント型光
フアイバ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速光通信や狭視
野光センサー等の光伝送体に使用されるプラスチック製
マルチフィラメント型光ファイバ、それを用いた光ファ
イバケーブルおよび該光ファイバの製造方法に関するも
のであり、さらに詳しくは、伝送帯域が広く、曲げによ
る伝送損失が少ないプラスチック製マルチフィラメント
型光ファイバおよび光ファイバケーブルに関するもので
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチツク製光ファイバ（ＰＯＦ）
は、柔軟性に優れ、端面処理も容易であることから、光
センサー、光通信、照明用等の光伝送体として好適に使
用されている。近年、このようなＰＯＦを大容量の光通
信に使用しようとする動きが顕著となり、ＰＯＦの伝送
帯域の広帯域化への要求が高まっている。一般に、ＰＯ
Ｆの伝送帯域は（１）式に示したように近似され、ＰＯ
Ｆの広帯域化のためには（２）式で表されるＰＯＦの開
口数（ＮＡ）を小さくするとともに、ＰＯＦの光伝送部
内を伝播する高開口数の光を漏出させ、高開口数の光の
伝播を抑制することことが一般に知られている。

【０００３】

【数１】 （式中、Ｃは光の速度、ｎ_１は光伝送部材の屈折率、ｎ
_２は光伝送部材を覆う材料の屈折率である。） 例えば、特開平９−１５９８４４号公報では、このＮＡ
を０．４以下とすることによって、１００ＭＨｚ／５０
ｍ以上の伝送帯域を有したＰＯＦが開示されている。と
ころが、このようにＰＯＦのＮＡを小さくすると、ＰＯ
Ｆを曲げた場合、ＮＡが大きいＰＯＦと比較して光伝送
部を伝播する光の光伝送部外への漏出が大きくなリ、曲
げによる伝送損失（曲げ損失）が増大し、特に小さな曲
率で曲げられる場合には大きな間題となる。

【０００４】このような曲げ損失を改善するものとし
て、特再平７−８３２４４２号公報には、プラスチック
製マルチフィラメント型光ファイバ（ＰＭＦ）において
ＮＡを０．１２〜０．４と低くすることで１２５ＭＨｚ
／１００ｍ以上の伝送帯域を有し、光伝送部（芯）の直
径を５０〜２００μｍと細くすることによって伝送する
光が光伝送部外へ漏出することを抑えることが提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、光通信等にＰＭ
Ｆを使用する場合には、高帯域化と低曲げ損失ととも
に、伝送光量を大きくすることが必要となる。一般に、
伝送光量を大きくするためには、ＰＭＦの断面における
光伝送部の占有面積比率を上げることが必要となる。し
かしながら、特再平７−８３２４４２号公報に記載され
ているＰＭＦでは、例えば図７あるいは８に示したよう
な紡糸ノズルを用いて、光伝送部を構成する樹脂を複数
個の孔をほぼ均等に設けたダイプレートに供給し、細管
のガイドで樹脂を流下させ、次いで溶融した被覆樹脂を
全ての細管の周りに供給して紡糸することによって製造
されており、このような製造方法で光伝送部の占有面積
比率を大きくしていった場合には、ＰＭＦの断面の部位
によっては、伝播する光の光伝送部外への漏出が増大す
る箇所が発生し、この漏出した光が他の光伝送部に侵入
して伝播することとなり、伝送帯域の低下を招くという
問題点を有していた。

【０００６】そこで、本発明は、光伝送部の占有面積比
率を大きくして伝送光量を多くした場合でも、伝送帯域
の低下がなく、曲げ損失の小さいプラスチック製マルチ
フィラメント製光ファイバ、光ファイバケーブルおよび
該光ファイバの製造方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、隣接する
島部間の間隙がＰＭＦの光伝送特性およびそのばらつき
に大きく影響し、この島部間の間隙を一定以上とするこ
とによってＰＭＦの光伝送特性、特に伝送帯域の低下を
抑止できることを見出し、本発明に至ったものである。

【０００８】すなわち、本発明のプラスチック製マルチ
フィラメント型光ファイバは、３個以上の島部が、該島
部を構成する樹脂よリ屈折率が低い樹脂で覆われたプラ
スチック製マルチフィラメント型光ファイバーであっ
て、島部の平均直径が４０〜３００μｍで、隣接する島
部間の平均間隔が２μｍ以上であることを特徴とするも
のである。また、本発明の光ファイバケーブルは、この
ようなプラスチック製マルチフィラメント型光ファイバ
ーの外周部を樹脂で被覆したことを特徴とするものであ
る。本発明のプラスチック製マルチフィラメント型光フ
ァイバーの製造方法は、３個以上のノズル孔を有する複
合紡糸ノズルを用いて、各ノズル孔内を流下する中心層
を形成する各第１の樹脂の流れに、該ノズル孔の出口で
第１の樹脂とは粘度の異なる第２の樹脂を第１の樹脂の
流れの周囲を覆うように供給して同心円状の２層複合流
を形成し、複合紡糸ノズルの吐出孔において集合した３
個以上の該複合流の最外周層を接合一体化する溶融紡糸
工程を有することを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図を用いて詳細に
説明する。図１は、本発明のＰＭＦの断面構造を模式的
に示したもので、光伝送部に相当する島部１０が島部１
０を覆う樹脂からなる海部１１の中に配置されている。
また、ＰＭＦの最外周には樹脂層１２（保護層）が形成
されている。本発明においては、島部の形状は略円形あ
るいは略六角形であることが好ましい。

【００１０】本発明においては、島部１０が海部１１中
に３個以上配置され、島部の平均直径が４０〜３００μ
ｍで、隣接する島部１０の間隔が２μｍ以上であること
が必要である。これは、島部１０の平均直径が４０μｍ
未満であると伝送損失が大きくなる傾向にあり、逆に３
００μｍを超えるとＰＭＦの曲げによる伝送損失が大き
くなる傾向にあるためである。島部１０の平均直径は、
好ましくは５０〜２５０μｍの範囲であり、より好まし
くは６０〜２００μｍの範囲である。また、島部１０が
３個未満であると伝送光量が小さくなる傾向にあるため
であり、好ましくは７個以上、より好ましくは１９個以
上である。島部１０はその数が多くなりすぎると隣接す
る島部１０の間隔を十分にとろことができなくなる傾向
にあり、好ましくは１０００個以下、より好ましくは７
００個以下の範囲である。

【００１１】本発明においては、隣接する島部１０の平
均間隔を２μｍ以上とすることが重要であり、これが２
μｍ未満であると島部１０を伝播する光の漏出が増大す
る箇所が発生しやすくなり、伝送帯域が低下する傾向に
あるためである。隣接する島部１０の間隔が大きくなり
すぎると、光伝送部の占有面積率が低下し伝送光量が低
下する傾向にあるとともに、島部を覆う樹脂の柔軟性が
低い場合にはＰＭＦの屈曲の繰り返しによって耐久性が
低下する傾向にり、隣接する島部１０の平均間隔は２〜
１０μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは
２．５〜５μｍの範囲である。

【００１２】また、隣接する島部１０の間隔が大きく変
動すると、ＰＭＦの断面の部位によって光入出射特性や
光伝送特性が変動する原因となるため、最外周に位置す
る島部を除いた他の島部が、隣接する島部間の最も近接
した部分の間隔（最近接部間隔）の標準偏差をその平均
値で割った値である最近接部間隔ＣＶ値が２０％以下と
なるようにすることが好ましい。この最近接部間隔ＣＶ
値が小さいほど、ＰＭＦの断面位置における光入出射特
性および光伝送特性が一定となるため、より好ましくは
１５％以下、さらに好ましくは１０％以下の範囲であ
る。

【００１３】本発明においては、図１に示したように、
島部１０が単層構造である場合には、島部１０を覆う海
部１１を構成する樹脂の屈折率は、島部１０を構成する
樹脂の屈折率よりも０．００３〜０．０３低いことが好
ましい。これは、この屈折率差が０．００３未満である
とＰＭＦ中を伝播する光の伝送光量が小さくなる傾向に
あるためであり、逆に０．０３を超えると伝送帯域を十
分に広げることができなくなる傾向にあるためである。
この屈折率差は、より好ましくは０．００７〜０．０２
５の範囲であり、さらに好ましくは０．０１〜０．０２
の範囲である。

【００１４】さらに、本発明においては、ＰＭＦの光伝
送特性の劣化を抑制する目的で、ＰＭＦの最外周に厚さ
５μｍ以上の樹脂層１２を形成することが好ましい。樹
脂層１２の厚さは、５μｍ未満ではＰＭＦの光伝送特性
の劣化抑制効果が十分に発揮できない傾向にあるためで
ある。また、この樹脂層１２は、光伝送部から漏出した
高ＮＡの光が樹脂層１２で反射され、再び光伝送部に戻
って伝播すると、伝送帯域の低下を招くおそれがあるた
め、樹脂層１２に接する島部１０を覆う海部１１の樹脂
の屈折率よりも屈折率を高くするか、海部１１への移行
性のない顔料や染料等を含有し光線透過率を２０％以下
あるいは１０％以下とすることが好ましい。さらに、こ
の樹脂層１２として柔軟性に優れた樹脂を用いることに
よって、曲げを繰り返した場合のＰＭＦの耐久性を向上
させることもできる。

【００１５】図２は、本発明のＰＭＦの他の実施形態を
示したものであり、島部１０が芯２０とその外周を覆う
被覆樹脂層２１から構成されている、いわゆる芯−鞘構
造をしている。このように島部１０を芯鞘構造とするこ
とにより、芯２０と被覆樹脂層２１との界面で芯内を伝
播する光を反射させ、光伝送部外への光の漏出を抑止で
きるとともに、海部１１からの光が光伝送部である芯２
０へ侵入することを抑止できる。このため、光伝送部外
へ漏出する光を抑制するとともに、光伝送部外へ漏出し
た光が再び光伝送部内に戻ってくることを抑制できるた
め、高ＮＡの光が他の光伝送部に侵入して伝播すること
によって起こる伝送帯域の低下を効果的に防ぐことがで
きる。

【００１６】この被覆樹脂層２１の厚さは１μｍ以上と
することが好ましい。これは、被覆樹脂層２１の厚さが
１μｍ未満であると、光伝送部外への光の漏出および光
伝送部内への光の侵入を十分に抑制することができなく
なる傾向にあり、上記のような効果を十分に発揮するこ
とができなくなる傾向にあるためである。また、被覆樹
脂層２１を厚くしすぎると、光伝送部の占有面積率が低
下し伝送光量が低下する傾向にあるため、好ましくは１
〜４μｍの範囲、さらに好ましくは１〜２μｍの範囲で
ある。さらに、この被覆樹脂層２１の厚さを１μｍ以上
とすることは、前記隣接する島部１０の平均間隔を２μ
ｍ以上とすることと相俟って、光の光伝送部外への漏出
が増大する箇所の発生を著しく抑止することができる。

【００１７】また、被覆樹脂層２１の厚さが大きく変動
すると、ＰＭＦの断面の部位によって光入出射特性や光
伝送特性が変動する原因となるため、被覆樹脂層２１の
最も薄い部分と最も厚い部分との厚さの差の標準偏差を
その平均値で割った値である層厚差のＣＶ値が２０％以
下となるようにすることが好ましい。この層厚差のＣＶ
値が小さいほど、ＰＭＦの断面位置における光入出射特
性および光伝送特性が一定となるため、より好ましくは
１５％以下、さらに好ましくは１０％以下の範囲であ
る。

【００１８】このように、島部１０が芯鞘構造である場
合には、芯２０の外周を覆う被覆樹脂層２１を構成する
樹脂の屈折率は、芯２０を構成する樹脂の屈折率よりも
０．００３〜０．０３低いことが好ましい。これは、こ
の屈折率差が０．００３未満であるとＰＭＦ中を伝播す
る光の伝送光量が小さくなる傾向にあるためであり、逆
に０．０３を超えると伝送帯域を十分に広げることがで
きなくなる傾向にあるためである。この屈折率差は、よ
り好ましくは０．００３〜０．０２５の範囲であり、さ
らに好ましくは０．００３〜０．０２の範囲である。ま
た、海部１１を構成する樹脂の屈折率は、被覆樹脂層２
１を構成する樹脂の屈折率よりも０．００３〜０．０４
低いことが好ましい。

【００１９】さらに、芯２０内を伝播する光を被覆樹脂
層２１で全反射させ、海部１１に漏出した光の他の島部
１０への侵入を抑止させる目的で、海部１１に顔料や光
散乱材等を添加して遮光性を高めたり、ファイバ製造時
に相分離や微結晶化を起こし白濁するような樹脂を用い
て海部１１を構成し、島部１０から漏出した光を吸収し
たり、散乱減衰させることもできる。

【００２０】一方、本発明において、芯２０を構成する
樹脂と被覆樹脂層２１を構成する樹脂の屈折率差を０．
００３〜０．００５程度とし、被覆樹脂層２１を構成す
る樹脂の屈折率と海部１１を構成する樹脂の屈折率の差
を０．００３〜０．００５程度とすることによって、芯
２０を構成する樹脂と被覆樹脂層２１を構成する樹脂の
屈折率差で決まるＮＡとり大きいＮＡの光は、芯２０か
ら被覆樹脂層２１に到達し、さらに被覆樹脂層２１を構
成する樹脂の屈折率と海部１１を構成する樹脂の屈折率
の差で決まるＮＡより大きいＮＡの光は、被覆樹脂層２
１から海部１１に到達する。このため、被覆樹脂層２１
を構成する樹脂の屈折率と海部１１を構成する樹脂の屈
折率の差で決まるＮＡより小さいＮＡの光は、芯２０と
被覆樹脂層２１の両方で伝播されることになり、伝送帯
域をより広くすることができる。このような構成におい
ては、被覆樹脂層２１を複数形成し、その屈折率を外部
に向かって徐々に低くすることで、光伝送部がグレーテ
ッドインデックス構造に疑似した構造となるため、さら
に伝送帯域を広くすることができる。また、以上のよう
な構造とすることによって、各層間の接合界面で２つの
層が相溶したブレンド層が形成され、各層間の界面での
光透過性の低下による光伝送特性の劣化を抑制すること
もできる。

【００２１】このような構成で使用される被覆樹脂層２
１は光伝送部となるため、光伝送特性が優れた樹脂を使
用することが好ましい。このような被覆樹脂層２１を構
成する樹脂としては、芯材より屈折率が０．００４以上
低い樹脂を鞘材とした直径１０００μｍ、鞘厚１０μｍ
の芯鞘構造のＰＯＦの芯材として使用した場合に、入射
光のＮＡ０．１、波長６５０ｎｍでの伝送損失が５００
ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは１５０ｄＢ／ｋｍ以下とな
るようなものを用いることが好ましい。また、この場合
に、海部１１の光透過性を高くすることによって、島部
１０での光伝送特性をより向上させることができるた
め、海部１１を構成する樹脂として光透過性の良好な樹
脂を使用することが好ましい。このような海部１１を構
成する樹脂としては、芯材より屈折率が０．００４以上
低い樹脂を鞘材とした直径１０００μｍ、鞘厚１０μｍ
の芯鞘構造のＰＯＦの芯材として使用した場合に、入射
光のＮＡ０．１、波長６５０ｎｍでの伝送損失が５００
ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは３００ｄＢ／ｋｍ以下、さ
らに好ましくは２００ｄＢ／ｋｍ以下となるようなもの
を用いることが好ましい。

【００２２】上記においては、被覆樹脂層２１を光伝送
部として使用することについて説明したが、本発明にお
いては、これに限らず、図１および２に示した構成のＰ
ＭＦにおいて島部１０を複数層から構成し、その屈折率
を外部に向かって徐々に低くする構造とすることもで
き、この場合も上記したと同様の効果を得ることができ
る。

【００２３】図３は、本発明の光ファイバケーブルの断
面構造を模式的に示したもので、上記のようなＰＭＦの
外周部が被覆材樹脂３０で被覆されている。この被覆材
樹脂３０は、直径１ｍｍ程度の細いＰＭＦの取扱い性を
容易にするとともに、ＰＭＦに損傷を与えないために被
覆されている。被覆材樹脂３０としては、曲げ応力に対
する抵抗が少ない柔軟性のあるものが好ましく、塩化ビ
ニル系樹脂やポリオレフィン系樹脂等が使用され、特
に、エチレン／酢酸ビニル共重合体あるいはこの共重合
体と塩化ビニル樹脂との混合物が好ましい。この被覆材
樹脂３０の厚さは０．２〜２ｍｍ程度とすることが好ま
しい。被覆材樹脂３０の被覆（ケーブル化）は、紡糸さ
れたＰＭＦをダイスを通しながら、溶融させた被覆材樹
脂３０をＰＭＦの周囲にコーティングすることで行われ
る。このケーブル化の際に、ＰＭＦの外周が損傷されや
すいため、前述にたようにＰＭＦの最外周に保護層が形
成されていることが好ましい。

【００２４】次に、本発明のＰＭＦを構成する材料につ
いて説明する。まず、本発明のＰＭＦにおいて図１に示
したように島部１０が単層構造である場合の島部１０を
構成する樹脂、図２に示したように島部１０が芯２０と
被覆樹脂層２１からなる芯鞘構造である場合の芯２０を
構成する樹脂としては、公知の透明性に優れた樹脂を使
用でき、例えば、ポリメタクリレート系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、
非晶質ポリオレフィン系樹脂等が挙げられ、特に透明性
の優れたポリメチルメタクリレート系樹脂が好ましい。
ポリメチルメタクリレート系樹脂としては、メチルメタ
クリレートのホモポリマー、メチルメタクリレートと他
のモノマーとの共重合体が挙げられ、共重合成分として
はベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレ一ト、
シクロヘキシルメタクリレート等のメタクリレート系モ
ノマー、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブ
チルアクリレート等のアクリレート系モノマー、スチレ
ン、安息酸ビニル等のメチリメタクリレートと共重合可
能なビニル系モノマーが使用できる。中でも、メチルメ
タクリレートのホモポリマー、メチルメタクリレート／
ベンジルメタクリレート共重合体が特に好ましい。

【００２５】本発明のＰＭＦにおいて、島部１０が単層
構造である場合の海部１１を構成する樹脂、島部１０が
芯鞘構造で場合の被覆樹脂層２１を構成する樹脂として
は、通常の芯鞘構造のＰＯＦに用いられている公知の鞘
材を用いることができる。例えば、フッ素化メタクリレ
ート、α−フルオロメタクリレート等のフッ素化ビニル
化合物からなる重合体、これらモノマーとメチルメタク
リレートの共重合体、フッ化ビニリデン系共重合体等が
挙げられる。中でも、メチリメタクリレート、長鎖フル
オロメタクリレート、短鎖フルオロメタクリレート、メ
タクリル酸の２種以上からなる２〜４元共重合体が好ま
しい。特に、島部１０が単層構造である場合の島部１０
を構成する樹脂、島部１０が芯鞘構造である場合の芯２
０を構成する樹脂としてポリメチルメタクリレート系樹
脂を用いた場合には、海部１１を構成する樹脂あるいは
被覆樹脂層２１を構成する樹脂として、長鎖フルオロメ
タクリレートとしての１７ＦＭ、短鎖フルオロメタクリ
レートとしての５ＦＭまたは３ＦＭとメチルメタクリレ
ートとから得られる３元共重合体、これにメタクリル酸
を共重合させた４元共重合体、短鎖フルオロメタクリレ
ートとしての４ＦＭとメチルメタクリレートから得られ
る２元共重合体が好ましい。

【００２６】また、島部１０が単層構造である場合の島
部１０を構成する樹脂、島部１０が芯鞘構造である場合
の芯２０を構成する樹脂としてメチルメタクリレート／
ベンジルメタクリエート共重合体を用いた場合には、海
部１１を構成する樹脂あるいは被覆樹脂層２１を構成す
る樹脂として、長鎖フルオロメタクリレ一卜としての１
７ＦＭ、短鎖フルオロメタクリレートとしての５ＦＭま
たは３ＦＭとメチルメタクリーレトから得られる３元共
重合体、これにメタクリル酸を共重合させた４元共重合
体、島部１０や芯２０を構成するメチルメタクリレート
／ベンジルメタクリエート共重合体よりもメチルメタク
リレートの共重合割合の高いメチルメタクリレート／ベ
ンジルメタクリエート共重合体、メチルメタクリレート
のホモポリマーが好ましい。

【００２７】また、図２に示したように島部１０が芯鞘
構造である場合の海部１１を構成する樹脂としては、上
記の島部１０が単層構造である場合の海部１１を構成す
る樹脂、島部１０が芯鞘構造である場合の被覆樹脂層２
１を構成する樹脂と同様の構成成分からなり、組成比の
異なる２〜４元共重合体を用いることができる。島部１
０や被覆樹脂層２１を構成する樹脂が２〜４元共重合体
である場合には、メチルメタクリレートのホモポリマー
を用いることもできる。特に、ポリメチルメタクリレー
ト系樹脂との相溶性が優れた短鎖フルオロメタクリレー
トとしての４ＦＭとメチルメタクリレートから得られる
２元共重合体、フッ化ビニリデン系共重合体が好まし
い。さらに、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレ
ン共重合体（例えば、フッ化ビニリデン８０モル％とテ
トラフルオロエチレン２０モル％から得られる共重合
体）は、機械的性質にも優れており好ましい。メチルメ
タクリレートのホモポリマーとフッ化ビニリデンまたは
フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体と
の混合体として使用することもできる。なお、海材１１
を構成する樹脂としてフッ化ビニリデン系共重合体を使
用した場合には、８５℃、９５％の湿熱下での耐熱試験
において光伝送特性の経時的な低下を招くことがあり、
耐熱性が要求されるような用途には、長鎖フルオロメタ
クリレートとしての１７ＦＭ、短鎖フルオロメタクリレ
ートとしての５ＦＭまたは１３ＦＭとメチルメタクリレ
ートから得られる３元共重合体、これにメタクリル酸を
共重合させた４元共重合体を用いることが好ましい。

【００２８】紡糸時にＰＭＦの最外周に形成される保護
層１２を構成する樹脂としては、フッ化ビニリデン／テ
トラフルオロエチレン共重合体（例えば、フッ化ビニリ
デン８０モル％とテトラフルオロエチレン２０モル％か
ら得られる共重合体）が繰り返し屈曲特性を良好にする
ことができ好ましい。なお、この材料は屈折率が低く、
光伝送部から漏出した高ＮＡの光が保護層１２に到達す
るまでに減衰せず、保護層１２で反射され伝播したり、
光伝送部に戻って伝播したりすると伝送帯域の低下を招
くおそれがあり、カーボンブラックのような顔料、移行
性のない染料等を海部１１あるいは保護層１２に添加し
光を吸収させることが好ましい。その他、ポリスチレン
系樹脂、ポリカーボネート系樹脂を用いることもでき、
特にポリカーボネート系樹脂は、屈折率が高く、機械強
度的にも優れており好ましい。

【００２９】次に、本発明のＰＭＦの製造法について説
明する。本発明のＰＭＦを得るためには図４〜６に示す
ような構造の複合紡糸ノズルを用いて紡糸を行う。図４
に示した複合紡糸ノズルでは、まず、島部が単層構造の
場合の島部を形成する樹脂、島部が芯鞘構造である場合
の芯を形成する樹脂が、一定ピッチで第１樹脂層流下ノ
ズル孔４１が設けられた第１樹脂層形成ノズルブレート
４０に供袷され多数本に分配流下される。次いで、分配
流下してきた各第１の樹脂の流れの周囲に、島部が単層
構造である場合には海部を形成する樹脂、島部が芯鞘構
造からなる場合には被覆樹脂層を形成する樹脂を、第１
被覆層形成ノズルプレー卜４２に設けられた第１被覆層
円周スリット部４３から流出させ、第１樹脂層材の流れ
の周囲を覆うように流れるようにして同芯円２層異種粘
性材複合流を形成し、第１複合流下ノズル孔４４内を流
下させる。さらに、島部が芯鞘構造である場合には、海
部を形成する樹脂を第２被覆層形成ノズルプレート４５
に形成された第２被覆層円周スリット部４６から流出さ
せ、同芯円２層異種粘性材複合流の周囲を覆うように流
れるようにして同芯円３層異種粘性材複合流を形成し、
第３複合流下ノズル孔４７内を流下させる。このように
して形成された多数の同芯円多層異種粘性材複合流を、
漏斗状の集合ノズル４８内に吐出させ、その最外周層を
互いに接合し一体化させる。その外周に保護層を形成す
る場合には、集合ノズル４８に形成された保護層円周ス
リット４９から保護層を形成する樹脂を流出させ、一体
化した多数の同芯円多層異種粘性材複合流の外周を円周
状に覆うようにする。その後、集合ノズル４８内で断面
が相似の状態で縮小流下され、吐出孔５０から吐出させ
る。吐出された溶融状態のＰＭＦを一定速度で引き取り
ながら細化、冷却固化、延伸処理を施すことによリＰＭ
Ｆが得られる。

【００３０】上記のように同心円３層異種粘性材複合流
を形成した後に、この複合流の流れの周囲を覆うように
該複合流の最外周を形成する樹脂とは粘度の異なる他の
樹脂を供給し同心円状の多層複合流を形成する多層複合
流形成工程を複数回繰り返して行うことにより、さらに
多層構造のＰＭＦを製造することができる。

【００３１】このような異種粘性材複合流を管内を流下
させる際に、それぞれの樹脂が紡糸条件下での粘度が外
周ほど低くなるような組合わせとすると、管内での流動
抵抗によるエネルギー損失が最小になるように高粘度の
流体を低粘度の流体が包みこむエンカプセレーション現
象によって、各層にはセルフセンタリング効果が起こ
り、第１被覆層や第２被覆層の被覆時にスリットの隙間
斑や各層形成ノズル孔の芯ずれ等によって被覆層の偏芯
が生じていても、それが流下とともに補正され同芯円性
が高まるため、被覆層の厚さ斑や一体化した際の隣接す
る島部の間隔変動が抑制される。

【００３２】本発明において、島部が単層構造で保護層
を被覆しないＰＭＦ、島部が単層構造で保護層を形成し
たＰＭＦを紡糸する場合にも、図４に示した紡糸ノズル
を用いて、必要としない構造部を形成するノズル孔への
樹脂の供給を行わなかったり、隣接する構造部を形成す
る樹脂を供給したりすることで紡糸することが可能であ
る。しかし、樹脂の供給が行われていない流路への樹脂
の逆流や、滞留部での樹脂の熱劣化が起こる場合がある
ため、島部が単層構造で保護層を被覆しないＰＭＦを紡
糸する際には図５に示したような複合紡糸ノズルを用
い、島部が単層構造で保護層を形成したＰＭＦを紡糸す
る場合には図６に示したような複合紡糸ノズルを用いて
紡糸を行うことが好ましい。

【００３３】原材料となる樹脂の紡糸条件下での粘度
は、紡糸が可能であれば島部が単層構造の場合には、島
部＞海部、島部＞海部≧保護層、島部が芯鞘構造の場合
には、芯＞被覆樹脂層＞海部、芯＞被覆樹脂層＞海部≧
保護層の関係となるようにすることが好ましい。また、
各原材料樹脂の粘度範囲は、島部あるいは芯を形成する
樹脂は２０００００〜２００００ｐｏｉｓｅ、被覆樹脂
層あるいは海部を形成する樹脂は５００００〜５０００
ｐｏｉｓｅ、保護層を形成する樹脂は２００００〜２０
００ｐｏｉｓｅの範囲とすることが好ましい。

【００３４】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 実施例１〜２ 島部を形成する樹脂としてポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ、屈折率＝１．４９２）、海部を形成する樹
脂材として１７ＦＭ／メチルメタクリレート（ＭＭＡ）
／メタクリル酸（ＭＡＡ）＝１４／８６／１（重量％）
からなる３元共重合体（屈折率＝１．４７８）を準備し
た。これらの樹脂を温度２１５℃に設定された溶融押出
機に供拾して溶融し、ギヤ式定量ポンブで図６に示す複
合紡糸ノズルの各供給口へ供給し、海部形成用ノズル孔
４１の吐出部において、各ノズル孔から吐出された繊維
状の海部を融着させながら、集合ノズルによって吐出口
径まで絞った後、吐出孔５０より吐出させた。次いで、
吐出した溶融状態のＰＭＦをニップロールで引き取り、
延伸倍率が２．２倍の加熱延伸処理により機械特性の改
善を施した後、ボビンに巻き取り、単層構造の島部が海
部内に俵積み状に均一に配置された海島構造のＰＭＦを
得た。さらに、得られたＰＭＦの外周に、柔軟性の高い
共重合ポリ塩化ビニル（東洋インキ製造社製Ｔ３１４）
をケーブル化装置を用いて被覆して表１に示した構造の
光ファイバケーブルを得た。得られた光ファイバケーブ
ルを用いて、入射光のＮＡ０．１、波長３５０ｎｍでの
伝送損失、曲率半径１５ｍｍで９０°に１０回曲げた後
の曲げ損失、ＮＡ０．４の光源を用いた場合の伝送帯域
の光伝送特性の測定結果を表２に示した。

【００３５】実施例３〜４ 保護層を形成する樹脂として、フッ化ビニリデン／テト
ラフルオロエチレン＝８０／２０（モル％）からなる２
元共重合体にカーボンブラックを０．２重量％混合した
材料を用い、図５に示した複合紡糸ノズルを用いた以外
は実施例１と同様にして、保護層を被覆した海島構造の
ＰＭＦからなる表１に示した構造の光ファイバケーブル
を得た。得られた光ファイバケーブルの光伝送特性の測
定結果を表２に示した。

【００３６】実施例５〜６ 保護層を形成する樹脂として共重合ポリカーボネート樹
脂（日本ジーイー社製ＳＰ１０１０）にカーボンブラッ
クを０．２重量％混合した材料を用いた以外は実施例３
と同様にして、保護層を被覆した海島構造のＰＭＦから
なる表１に示した構造の光ファイバケーブルを得た。得
られた光ファイバケーブルの光伝送特性の測定結果を表
２に示した。

【００３７】実施例７〜８ 島部を形成する樹脂としてＭＭＡ／ベンジルメタクリレ
ート＝８０／２０（重量％）からなる２元共重合体（屈
折率＝１．５０５）、海部を形成する樹脂としてＰＭＭ
Ａ（屈折率＝１．４９２）を用いた以外は実施例３と同
様にして、保護層を被覆した海島構造のＰＭＦからなる
表１に示した構造の光ファイバケーブルを得た。得られ
た光ファイバケーブルの光伝送特性の測定結果を表２に
示した。

【００３８】実施例９〜１０ 芯を形成する樹脂としてＰＭＭＡ（屈折率＝１．４９
２）、被覆樹脂層を形成する樹脂として１７ＦＭ／ＭＭ
Ａ／ＭＡＡ＝４／９６／１（重量％）からなる３元共重
合体（屈折率＝１．４８８）、海部を形成する樹脂とし
て１７ＦＭ／ＭＭＡ／ＭＡＡ＝１４／８５／１（重量
％）からなる３元共重合体（屈折率＝１．４７８）、保
護層を形成する樹脂としてフッ化ビニリデン／テトラフ
ルオロエチレン＝８０／２０（モル％）からなる２元共
重合体にカーボンブラックを０．２重量％混合した材料
用い、図４に示した複合紡糸ノズルを用いた以外は実施
例１と同様にして、島部が芯鞘構造である保護層を被覆
した海島構造のＰＭＦからなる表１に示した構造の光フ
ァイバケーブルを得た。得られた光ファイバケーブルの
光伝送特性の測定結果を表２に示した。

【００３９】実施例１１〜１２ 被覆樹脂層を形成する樹脂として４ＦＭ／ＭＭＡ＝２０
／８０（重量％）からなる２元共重合体（屈折率＝１．
４８８）、海部を形成する樹脂として４ＦＭ／ＭＭＡ＝
３０／７０（重量％）からなる２元共重合体（屈折率＝
１．４７８）を用いた以外は実施例９と同様にして、島
部が芯鞘構造である保護層を被覆した海島構造のＰＭＦ
からなる表１に示した構造の光ファイバケーブルを得
た。得られた光ファイバケーブルの光伝送特性の測定結
果を表２に示した。

【００４０】比較例１〜２ 図７に示した複合紡糸ノズルを用いた以外は実施例１と
同様にして、海島構造のＰＭＦからなる表１に示した構
造の光ファイバケーブルを得た。得られた光ファイバケ
ーブルの光伝送特性の測定結果を表２に示した。

【００４１】比較例３〜４ 図８に示した複合紡糸ノズルを用い、保護層の被覆を行
わなかった以外は実施例３と同様にして、海島構造のＰ
ＭＦからなる表１に示した構造の光ファイバケーブルを
得た。得られた光ファイバケーブルの光伝送特性の測定
結果を表２に示した。

【００４２】

【表１】

【表２】

【００４３】

【発明の効果】本発明は、ＰＭＦの島部を隣接する島部
の間隔が２μｍ以上となるような構造とすることによっ
て、光伝送部の占有面積比率を大きくして伝送光量を多
くした場合でも、伝送帯域の低下がなく、曲げ損失の小
さいＭＰＦおよび光ファイバケーブルを提供できるとと
もに、このようなＰＭＦを生産性よく製造できる製造方
法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態のＰＭＦの断面構造を示
した概略図である。

【図２】 本発明の一実施形態のＰＭＦの断面構造を示
した概略図である。

【図３】 本発明の一実施形態の光ファイバケーブルの
断面構造を示した概略図である。

【図４】 本発明のＰＭＦの製造に使用される紡糸ノズ
ルの構造を示した概略図である。

【図５】 本発明のＰＭＦの製造に使用される紡糸ノズ
ルの構造を示した概略図である。

【図６】 本発明のＰＭＦの製造に使用される紡糸ノズ
ルの構造を示した概略図である。

【図７】 従来のＰＭＦの製造に使用される紡糸ノズル
の構造を示した概略図である。

【図８】 従来のＰＭＦの製造に使用される紡糸ノズル
の構造を示した概略図である。

【符号の説明】

１０ 島部 １１ 海部 １２ 保護層 ２０ 芯 ２１ 被覆樹脂層 ３０ 被覆材樹脂 ４０ 第１樹脂層形成ノズルプレート ４１ 第１樹脂層流下ノズル孔 ４２ 第１被覆層形成ノズルプレート ４３ 第１被覆層円周スリット部 ４４ 第１複合流下ノズル孔 ４５ 第２被覆層形成ノズルプレート ４６ 第２被覆層円周スリット部 ４７ 第２複合流下ノズル孔 ４８ 集合ノズル ４９ 保護層円周スリット部 ５０ 吐出孔 ７０ 第１樹脂層分配ノズルプレート ７１ 第１樹脂層流下管 ７２ 第１被覆層分配ノズルプレート ７３ 第１被覆層流下管 ７４ 集合ノズル ７５ 吐出孔 ８０ 第２被覆層分配ノズルブレート ８１ 第２被覆層流下管

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３個以上の島部が、該島部を構成する樹
   脂よリ屈折率が低い樹脂で覆われたプラスチック製マル
   チフィラメント型光ファイバーであって、島部の平均直
   径が４０〜３００μｍで、隣接する島部間の平均間隔が
   ２μｍ以上であることを特徴とするプラスチック製マル
   チフィラメント型光フアイバ。
2. 【請求項２】 最外周に位置する島部以外の島部が、隣
   接した島部同士の最近接部隙間のＣＶ値が２０％以下で
   あることを特徴とする請求項１記載のプラスチツク製マ
   ルチフィラメン卜型光ファイバ。
3. 【請求項３】 前記島部が単層構造であって、該島部を
   覆う樹脂の屈折率が島部を構成する樹脂の屈折率よりも
   ０．００３〜０．３低いことを特徴とする請求項１〜２
   のいずれかに記載のプラスチック製マルチフィラメント
   型光フアイバ。
4. 【請求項４】 前記島部が、芯とその外周を覆う平均厚
   さ１μｍ以上の被覆樹脂層から構成されていることを特
   徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のプラスチック
   製マルチフィラメント型光ファイバ。
5. 【請求項５】 最外周に位置する島部以外の島部が、そ
   の被覆樹脂層の最薄肉部と最厚肉部の層厚差のＣＶ値が
   ２０％以下であることを特徴とする請求項４記載のプラ
   スチック製マルチフィラメント型光ファイバ。
6. 【請求項６】 前記被覆樹脂層を構成する樹脂の屈折率
   が、前記芯を構成する樹脂の屈折率よりも０．００３〜
   ０．０３低いことを特徴とする請求項４〜５のいずれか
   に記載のプラスチック製マルチフィラメント型光ファイ
   バ。
7. 【請求項７】 前記島部を覆う樹脂の屈折率が、前記被
   覆樹脂層を構成する樹脂の屈折率より０．００３〜０．
   ０４低いことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記
   載のプラスチック製マルチフィラメント型光ファイバ。
8. 【請求項８】 前記被覆樹脂層を構成する樹脂の屈折率
   が、前記芯を構成する樹脂の屈折率よりも０．００３〜
   ０．００５低く、前記島部を覆う樹脂の屈折率が、前記
   被覆樹脂層を構成する樹脂の屈折率より０．００３〜
   ０．００５低いことを特徴とする請求項４〜７のいずれ
   かに記載のプラスチック製マルチフィラメント型光ファ
   イバ。
9. 【請求項９】 前記被覆樹脂層を構成する樹脂を、芯材
   より屈折率が０．００４以上低い樹脂を鞘材とした直径
   １０００μｍ、鞘厚１０μｍの芯鞘構造のプラスチック
   光ファイバの芯材として使用した場合、入射光の開口数
   ０．１、波長６５０ｎｍでの伝送損失が５００ｄＢ／ｋ
   ｍ以下となることを特徴とする請求項８記載のプラスチ
   ック製マルチフィラメント型光ファイバ。
10. 【請求項１０】 前記島部が３層以上の多層構造で、屈
    折率が外部に向かって徐々に小さくなっていることを特
    徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のプラスチック
    製マルチフィラメント型光ファイバ。
11. 【請求項１１】 光ファイバの最外周に厚さ５μｍ以上
    の樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項１〜
    １０のいずれかに記載のプラスチック製マルチフィラメ
    ント型光フアイバ。
12. 【請求項１２】 前記光フアイバの最外周の樹脂層の屈
    折率が、前記島部を覆う樹脂の屈折率よりも高いことを
    特徴とする請求項１１記載のプラスチック製マルチフィ
    ラメント型光ファイバ。
13. 【請求項１３】 前記光ファイバの最外周の樹脂層の光
    線透過率が２０％以下であることを特徴とする請求項１
    １〜１２のいずれかに記載のプラスチック製マルチフィ
    ラメント型光フアイバ。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれかに記載のプ
    ラスチック製マルチフィラメント型光ファイバーの外周
    部を樹脂で被覆したことを特徴とする光ファイバケーブ
    ル。
15. 【請求項１５】 ３個以上のノズル孔を有する複合紡糸
    ノズルを用いて、各ノズル孔内を流下する中心層を形成
    する各第１の樹脂の流れに、該ノズル孔の出口で第１の
    樹脂とは粘度の異なる第２の樹脂を第１の樹脂の流れの
    周囲を覆うように供給して同心円状の２層複合流を形成
    し、複合紡糸ノズルの吐出孔において集合した３個以上
    の該複合流の最外周層を接合一体化する溶融紡糸工程を
    有することを特徴とするプラスチック製マルチフィラメ
    ント型光ファイバーの製造方法。
16. 【請求項１６】 前記２層複合流を形成した後に、複合
    流の周囲を覆うように該複合流を構成する最外周の樹脂
    とは粘度の異なる他の樹脂を供給し同心円状の多層複合
    流を形成する多層複合流形成工程を１回以上行うことを
    特徴とする請求項１５記載のプラスチック製マルチフィ
    ラメント型光ファイバーの製造方法。
17. 【請求項１７】 前記多層複合流の集合体の外周に樹脂
    を供給した後に、複合紡糸ノズルの吐出孔において集合
    した３個以上の該複合流の最外周層を接合一体化するこ
    とを特徴とする請求項１５〜１６のいずれかに記載のプ
    ラスチック製マルチフィラメント型光ファイバーの製造
    方法。