(57)【要約】      （修正有）【課題】クラッドの屈折率を低下させることによって開口数を高めることができ、その結果低い伝送損失を実現しうるプラスチック光ファイバーを提供する。【解決手段】プラスチック光ファイバー１０は、コア１１と、コアの外周に配置されたクラッド１２と、を備える。クラッドの少なくとも一部が、多孔質構造を有する樹脂によって構成されている。例えば、多孔質構造を有する樹脂が中空粒子を含んでおり、多孔質構造が中空粒子によって形成されていてもよい。【選択図】図１
2020166223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと、前記コアの外周に配置されたクラッドと、を備えたプラスチック光ファイバーであって、
前記クラッドの少なくとも一部が、多孔質構造を有する樹脂によって構成されている、プラスチック光ファイバー。
【請求項２】
前記多孔質構造に含まれる細孔の孔径は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の範囲内である、
請求項１に記載のプラスチック光ファイバー。
【請求項３】
前記クラッドは、第１のクラッド層及び第２のクラッド層を含み、
前記第１のクラッド層は、前記コアに接して配置されており、
前記第２のクラッド層は、前記第１のクラッド層よりも外周側に配置され、かつ前記多孔質構造を有する前記樹脂によって構成されている、
請求項１又は２に記載のプラスチック光ファーバー。
【請求項４】
前記樹脂は、中空粒子を含んでおり、
前記多孔質構造が、前記中空粒子によって形成されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラスチック光ファーバー。
【請求項５】
前記中空粒子は、無機化合物で構成されている、
請求項４に記載のプラスチック光ファイバー。
【請求項６】
前記中空粒子は、中空シリカ粒子を含む、
請求項４又は５に記載のプラスチック光ファイバー。
【請求項７】
前記中空粒子の粒径は、５０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下の範囲内である、
請求項４〜６のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバー。
【請求項８】
前記樹脂は、前記中空粒子を１０質量％以上２５質量％以下の範囲内で含む、
請求項４〜７のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバー。
【請求項９】
前記クラッドの外周に配置された被覆層をさらに含む、
請求項１〜８のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ファイバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバーは、光を伝送する部分である中心部のコアと、当該コアの外周を覆うクラッドとを備えている。コアは、高屈折率を有する樹脂材料によって形成されている。クラッドは、光をコア内に留めるために、コアの樹脂材料よりも低い屈折率を有する樹脂材料によって形成されている。
【０００３】
従来、プラスチック光ファイバーの伝送損失を低減するための様々な構成が検討されている。例えば、特許文献１には、鞘中、すなわちクラッド中の異物量を低減することによって伝送損失が低減された、プラスチック光ファイバーが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０６３８２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プラスチック光ファイバーの伝送損失をさらに低減するため手段として、光ファイバーの開口数を向上させることが考えられる。光ファイバーの開口数を高めることにより、例えば曲げ損失が低減されるので、コア内への光の閉じ込め効果が向上する。
【０００６】
光ファイバーの開口数を高めるためには、クラッドの屈折率をより低くすることが求められる。従来、クラッドの屈折率を低下させるために、クラッドを構成する樹脂材料自体の屈折率を低下させることが行われていた。しかし、樹脂材料自体の屈折率を低下させることは容易ではなく、樹脂材料の開発によって、クラッドの屈折率をさらに低下させることには限界があった。
【０００７】
そこで、本発明は、クラッドの屈折率を低下させることによって開口数を高めることができ、その結果低い伝送損失を実現しうるプラスチック光ファイバー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】
【０００８】
本発明は、コアと、前記コアの外周に配置されたクラッドと、を備えたプラスチック光ファイバーであって、前記クラッドの少なくとも一部が、多孔質構造を有する樹脂によって構成されている、プラスチック光ファイバーを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クラッドの屈折率をさらに低下させることによって開口数を高めることができ、その結果低い伝送損失を実現しうるプラスチック光ファイバーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明のプラスチック光ファイバーの断面構造の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明のプラスチック光ファイバーの断面構造の別の例を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明のプラスチック光ファイバーの断面構造のさらに別の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のプラスチック光ファイバー（以下、「ＰＯＦ」と記載する）の実施形態について説明する。本実施形態のＰＯＦは、コアと、前記コアの外周に配置されたクラッドとを備える。クラッドの少なくとも一部は、多孔質構造を有する樹脂によって構成されている。
【００１２】
図１〜３は、本実施形態のＰＯＦの例（第１例〜第３例）の断面構造をそれぞれ示す。
【００１３】
図１に示された第１例のＰＯＦ１０は、コア１１と、コア１１の外周に配置されたクラッド１２と、を備えている。クラッド１２の少なくとも一部は、多孔質構造を有する樹脂によって構成されている。
【００１４】
図２に示された第２例のＰＯＦ２０は、図１に示されたＰＯＦ１０において、クラッド１２が複数の層を有するクラッド２２に変更された構成を有する。なお、ＰＯＦ２０では、クラッド２２が、コア１１に接して配置されている第１のクラッド層２２１と、第１のクラッド層２２１よりも外周側に配置されている第２のクラッド層２２２とからなる２層構造を有している。この構成の場合、例えば第２のクラッド層２２２が、多孔質構造を有する樹脂によって構成される。なお、図２では、クラッド２２が２層構造である例が示されているが、クラッド２２に含まれる層数はこれに限定されず、３層以上が含まれていてもよい。クラッドが複数の層によって構成されている場合、例えば、コアに入射した光がコアとクラッドとの界面で全反射せずにクラッド側へ漏れ出た場合であっても、より外周側に位置するクラッド層で全反射させることが可能となるので、光損失を低減できる。
【００１５】
図３に示された第３例のＰＯＦ３０は、ＰＯＦ２０に対して、クラッド２２の外周に配置された被覆層３１がさらに設けられた構成を有する。被覆層３１は、ＰＯＦ３０の機械的強度を向上させるために設けられる。
【００１６】
以下に、本実施形態のＰＯＦの各構成について、より詳しく説明する。
【００１７】
（コア）
コアは、光を伝送する領域である。コアは、クラッドよりも高い屈折率を有している。この構成により、コア内に入射した光は、クラッドによってコア内部に閉じ込められて、ＰＯＦ内を伝搬する。
【００１８】
コアの材料は、高い透明性を有する樹脂であればよく、特には限定されない。樹脂としては、例えば、含フッ素樹脂、メチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びカーボネート系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、広い波長領域で低い伝送損失を実現可能であることから、含フッ素樹脂が好適に用いられる。
【００１９】
含フッ素樹脂は、例えば、重合性二重結合を有する含フッ素化合物を単量体とする重合体である。Ｃ−Ｈ結合の伸縮エネルギーによる光吸収を抑制する観点から、コア材料として用いられる含フッ素樹脂は、Ｃ−Ｈ結合を含まないことが望ましい。したがって、含フッ素樹脂は、実質的に水素原子を含んでいないものが好ましく、特にすべてのＣ−Ｈ結合のＨがフッ素化されていることが好ましい。すなわち、含フッ素樹脂は、実質的に水素原子を含まず、かつ全フッ素化されていることが好ましい。含フッ素樹脂が実質的に水素原子を含まないとは、含フッ素樹脂における水素原子の含有割合が、１モル％以下であることである。
【００２０】
含フッ素樹脂として、例えば、含フッ素脂肪族環構造を有する重合体が挙げられる。含フッ素脂肪族環構造を有する重合体としては、含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素化合物を単量体として用い、当該単量体を重合して得られるものが好適である。含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体も、実質的に水素原子を含まないことが好ましい。ここで、含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素化合物とは、環を構成する炭素原子と環を構成しない炭素原子間に重合性二重結合を有する含フッ素化合物、又は、環を構成する炭素原子２個間に重合性二重結合を有する含フッ素化合物を意味する。環を構成する炭素原子と環を構成しない炭素原子間に重合性二重結合を有する含フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロ−２−メチレン−４−メチル−１，３−ジオキソランのような１，３−ジオキソラン構造を有する含フッ素化合物が挙げられる。環を構成する炭素原子２個間に重合性二重結合を有する含フッ素化合物としては、例えば、パーフルオロ−４−メチル−１，３−ジオキソール及びパーフルオロ−４−メチル−１，３−ジオキソールのような１，３−ジオキソール構造を有する含フッ素化合物が挙げられる。
【００２１】
含フッ素樹脂が全フッ素化されたものであって、かつ含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体である場合、当該含フッ素重合体を重合により形成する単量体の含フッ素化合物には、例えば下記式（１）で表される化合物が挙げられる。
【化１】
2020166223.tif 000003
（式（１）中、Ｒff1〜Ｒff4は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキルエーテル基を表す。Ｒff1及びＲff2は連結して環を形成してもよい。）
【００２２】
上記式（１）で表される化合物の具体例として、例えば下記式（Ａ）〜（Ｈ）で表される化合物が挙げられる。
【化２】
2020166223.tif 000004
【００２３】
含フッ素化合物としては、不純物を含まないよう精製された物を用いることが好ましい。精製は、公知の方法により実現できる。特に不純物の中でも酸成分は、着色に影響するので含まれないことが好ましい。
【００２４】
単量体として用いられる含フッ素化合物は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。すなわち、本実施形態で用いられる含フッ素樹脂は、１種のフッ素化合物を単独重合させることによって得られる含フッ素重合体であってもよいし、２種以上の含フッ素化合物を共重合させることによって得られる含フッ素共重合体であってもよい。
【００２５】
本実施形態で用いられる含フッ素樹脂は、例えば上述の含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素化合物（以下、含フッ素化合物（Ａ）と記載する）と、含フッ素化合物（Ａ）以外の他の含フッ素化合物とを共重合させることによって得られる含フッ素共重合体であってもよい。含フッ素化合物（Ａ）以外の他の含フッ素化合物として、例えば、以下の含フッ素化合物（Ｂ）〜（Ｄ）が挙げられる。
【００２６】
含フッ素化合物（Ｂ）は、パーフルオロビニルエーテル等の含フッ素ビニルエーテルである。含フッ素ビニルエーテルは、例えば下記式（２）で表される。
【化３】
2020166223.tif 000005
（式（２）中、Ｒ1〜Ｒ3は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ4は、炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００２７】
含フッ素化合物（Ｃ）は、テトラフルオロエチレン及びクロロトリフルオロエチレン等の含フッ素オレフィンである。含フッ素オレフィンは、例えば下記式（３）で表される。
【化４】
2020166223.tif 000006
（式（３）中、Ｒ5〜Ｒ8は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００２８】
含フッ素化合物（Ｄ）は、２個以上の重合性二重結合を有し、かつ環化重合し得る含フッ素化合物である。含フッ素化合物（Ｄ）は、例えば下記式（４）で表される。
【化５】
2020166223.tif 000007
（式（４）中、Ｚは、酸素原子、単結合、又は−ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ−を表し、Ｒ9〜Ｒ20は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。ｓ及びｔはそれぞれ独立に０〜５でかつｓ＋ｔが１〜６の整数（ただし、Ｚが−ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ−の場合、ｓ＋ｔは０であってもよい）を表す。）
【００２９】
含フッ素化合物（Ｄ）として、下記式（５）で表される含フッ素化合物が用いられてもよい。なお、下記式（５）で表される構成単位は、上記式（４）においてＺが酸素原子、ｓが０、かつｔが２の場合である。
【化６】
2020166223.tif 000008
（式（５）中、Ｒ141、Ｒ142、Ｒ151、及びＲ152は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。）
【００３０】
含フッ素化合物（Ｄ）の具体例として、例えば下記の化合物が挙げられる。
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦＣｌＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＣｌ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣ（ＣＦ3）2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＯＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦＣｌＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＣｌ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦＣｌ
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＣｌ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＣｌ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＣｌＯＣＦ2ＯＣＣｌ＝ＣＦ2
【００３１】
本実施形態で用いられる含フッ素樹脂が、含フッ素化合物（Ａ）と、含フッ素化合物（Ａ）以外の他の含フッ素化合物（例えば、上記含フッ素化合物（Ｂ）〜（Ｄ）からなる群より選択される少なくとも１つ）とを共重合させることによって得られる含フッ素共重合体である場合、当該含フッ素共重合体において、含フッ素化合物（Ａ）に基づく構成単位（Ａ）の含有量は、当該含フッ素共重合体における全構成単位の合計に対し、２０モル％以上であることが好ましく、４０モル％以上であることがより好ましい。構成単位（Ａ）が２０モル％以上含まれることにより、含フッ素共重合体は、より高い耐熱性を有することができる。構成単位（Ａ）が４０モル％以上含まれることにより、含フッ素共重合体は、より高い耐熱性と、より高い透明性及び高い機械的強度を有することができる。
【００３２】
なお、含フッ素樹脂は、例えば、上記に例示した含フッ素化合物を単量体として用い、この単量体を例えば公知の重合開始剤等を用いて、公知の方法によって重合させることによって製造できる。重合方法としては、公知の重合方法を用いることができる。例えば、上記に例示した含フッ素化合物を常法によってラジカル重合し、含フッ素樹脂を製造できる。含フッ素化合物として全フッ素化された含フッ素化合物を単量体として用い、さらに全フッ素化された化合物からなる重合開始剤を用いることにより、全フッ素化された含フッ素樹脂を製造することができる。
【００３３】
また、本実施形態で用いられる含フッ素樹脂が、上述したような含フッ素脂肪族環構造を有する重合体である場合、重合当初の重合体は末端に不安定な官能基を有していることがある。したがって、この場合は、重合体製造後に、重合体をフッ素でフッ素化する末端安定化処理を行うことが好ましい。
【００３４】
コア材料は、上記の樹脂に加えて、屈折率を高めるための屈折率調整剤等、他の成分を適宜含んでいてもよい。
【００３５】
本実施形態のＰＯＦが例えば屈折率分布型である場合、コアは、径方向に対して屈折率が変化する屈折率分布を有する。このような屈折率分布は、例えば、含フッ素樹脂に屈折率調整剤を添加し、屈折率調整剤を光学樹脂成形体中で拡散（例えば、熱拡散）させることによって、形成されうる。
【００３６】
コアの屈折率は、クラッドの屈折率よりも高ければよいため、特には限定されない。ＰＯＦにおいて高い開口数を実現するためには、コアの屈折率とクラッドの屈折率との差は、より大きいことが好ましい。例えば、コアの屈折率は、１．３４０以上とすることができ、１．３６０以上であることが好ましい。コアの屈折率の上限は、特には限定されないが、例えば１．４０００以下である。
【００３７】
（クラッド）
本実施形態において、クラッドは、少なくともその一部が、多孔質構造を有する樹脂によって構成されている。クラッド全体が、多孔質構造を有する樹脂によって構成されていてもよい。このように、クラッドが多孔質構造を含むことにより、クラッドの屈折率が、クラッドの材料として用いられる樹脂自体の屈折率よりも低下する。したがって、樹脂自体の開発によってクラッドの屈折率を低下させることが困難な場合であっても、クラッドの屈折率を低下させることが可能となる。これにより、コアの屈折率とクラッドの屈折率との差をより大きくすることができるので、ＰＯＦにおいて高い開口数を実現できる。その結果、例えば曲げ損失が低減されてコア内への光の閉じ込め効果が向上し、低い伝送損失を実現しうるＰＯＦが実現されうる。
【００３８】
クラッドにおいて、多孔質構造を有する樹脂によって構成されている部分の屈折率は特には限定されないが、例えば、１．３１０以下とすることができ、１．３００以下であることが好ましい。多孔質構造を有する樹脂によって構成されている部分の屈折率の下限は、特には限定されないが、例えば１．２８５以上である。
【００３９】
クラッドが、例えば図１に示すように単層によって構成されている場合、クラッド１２において多孔質構造を有する部分は、より外周に位置する部分であることが好ましい。内周部分、すなわちコア１１により近い部分、例えばコア１１と接する部分は、クラッド側に漏れ出た光が散乱することを確実に抑制するために、多孔質構造を有していないことが好ましい。
【００４０】
クラッドが、例えば図２に示すように複数層によって構成されている場合、コア１１に接して配置されている第１のクラッド層２２１よりも外周側に配置されている第２のクラッド層２２２は、多孔質構造を有することが好ましい。この場合、コア１１から第１のクラッド層２２１に漏れ出た光が、第２のクラッド層２２２で確実に全反射されてクラッド２２内に閉じ込められるように、第２のクラッド層２２２は第１のクラッド層２２１よりも低い屈折率を有することが好ましい。例えば、第１のクラッド層２２１は、１．３００〜１．３２２の範囲内の屈折率を有することが好ましい。例えば、第２のクラッド層２２２は、第１のクラッド層２２１よりも低く、かつ１．２９０〜１．３００の範囲内の屈折率を有することが好ましい。
【００４１】
なお、上述のとおり、クラッド２２は、３層以上のクラッド層を有していてもよい。その場合、第２のクラッド層２２２は、クラッド２２において最も内周側以外の位置であればどの位置に配置されてもよいが、光の散乱の可能性をより低減するために、より外周側の位置に配置されることが好ましい。クラッド２２が３層以上のクラッド層を有する場合、クラッド２２に漏れ出た光をクラッド２２内に確実に閉じ込めるために、クラッド２２において、最も内周側に配置される第１のクラッド層２２１の屈折率が最も高く、より外周側に配置されるクラッド層ほど屈折率が低いことが好ましい。多孔質構造を有するクラッド層は、屈折率が所望の範囲内となるように、細孔径及び空隙率等の細孔条件を適宜調整することによって屈折率が設計されてもよい。
【００４２】
コア１１に接している第１のクラッド層２２１は、多孔質構造を有していてもよいが、多孔質構造を有していないことが好ましい。その理由は、第１のクラッド層２２１が多孔質構造を有している場合、クラッド側に漏れ出て第１のクラッド層２２１に入射した光が散乱する場合があるためである。したがって、光の散乱による損失を抑制するために、第１のクラッド層２２１は、多孔質構造を有していないことが好ましい。
【００４３】
クラッドの材料として用いられる樹脂は、コアの材料として用いられる樹脂の屈折率以下の屈折率を有する樹脂であることが好ましい。クラッドの材料として用いられる樹脂は、例えば、含フッ素樹脂、メチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びカーボネート系樹脂等が挙げられる。クラッドとコアとの界面で剥離が生じることを防ぐために、クラッドの材料として用いられる樹脂は、コアの材料として用いられている樹脂と同種であることが好ましい。例えば、コアの材料として含フッ素樹脂が用いられる場合、クラッドの材料としての樹脂も、同じ含フッ素樹脂であることが好ましい。また、クラッドが、例えば図２に示すように複数層によって構成されている場合、層間の剥離を抑制するために、各クラッド層の材料として用いられる樹脂は、互いに同じ種類の樹脂であることが好ましい。
【００４４】
上述のとおり、クラッドの少なくとも一部は、多孔質構造を有する。光の散乱を抑制するために、多孔質構造に含まれる細孔の孔径は、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることがより好ましく、５０ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。ここで、多孔質構造に含まれる細孔の孔径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を用いて、各細孔の最大径を計測することによって求めることができる。
【００４５】
多孔質構造は、樹脂内に形成されたボイドによって実現されていてもよいし、樹脂に中空粒子を含ませることによって実現されていてもよい。多孔質構造の細孔の大きさを所望の範囲に制御しやすいという観点から、多孔質構造は、樹脂に中空粒子を混合させることによって形成されていることが好ましい。
【００４６】
樹脂に混合される中空粒子は、無機化合物で構成されていることが好ましい。中空粒子として、例えば、中空シリカ粒子を用いることができる。中空粒子は、中空シリカ粒子と他の中空粒子との混合物であってもよいし、中空シリカ粒子のみで構成されていてもよい。
【００４７】
樹脂に中空粒子を混合することによってクラッドが形成される場合、中空粒子がクラッド内において伝送損失を増大させる異物とならないようにすることが好ましい。したがって、中空粒子の粒径は、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、５０ｎｍ〜１２０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。ここで、樹脂中における中空粒子の粒径は、ＴＥＭ画像を用いて、中空粒子の粒径を計測することによって求めることができる。また、多孔質構造を有する樹脂において、中空粒子は、１０質量％〜３０質量％の範囲内で含まれることが好ましく、１０質量％〜２５質量％の範囲内で含まれることがより好ましく、１５〜２５質量％の範囲内で含まれることがさらに好ましい。クラッドにおける中空粒子の含有量は、ＴＥＭ画像を用いて、クラッド樹脂部分の面積と中空粒子部分の面積との割合から算出することができる。
【００４８】
中空粒子によって多孔質構造の細孔が形成される場合、多孔質構造を有する樹脂は、例えば、母材となる樹脂に中空粒子を混合して分散させることによって作製されうる。このとき、中空粒子は、母材となる樹脂中に均一に分散していることが好ましく、凝集体（すなわち二次粒子）を形成せずに、一次粒子の状態で分散していることが好ましい。このような良好な分散性を可能とするために、中空粒子には、例えば疎水処理等の表面処理が施されていることが好ましい。
【００４９】
（被覆層）
上述のとおり、被覆層は、ＰＯＦの機械的強度を向上させるために設けられている。被覆層には、例えば、公知のＰＯＦにおいて被覆層として用いられている材料（例えば、ポリカーボネート等）、各種エンジニアリングプラスチック、シクロオレフィンポリマー、ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ＰＦＡ及び構成が適用されうる。
【００５０】
（ＰＯＦの製造方法）
本実施形態のＰＯＦは、公知のＰＯＦの製造方法を利用して製造することができる。すなわち、本実施形態のＰＯＦは、コア及びクラッド等に用いられる各樹脂材料を準備する工程と、それらの樹脂材料を用いてＰＯＦを成形する工程と、を含む方法によって製造されうる。ＰＯＦを成形する方法として、例えば、溶融紡糸法を用いることができる。溶融紡糸法によるＰＯＦの成形は、例えば、コア用の樹脂材料及びクラッド用の樹脂材料、並びに、必要に応じて被覆層用の樹脂材料を、それぞれ溶融し、複合紡糸することによって行うことができる。
【００５１】
クラッドの多孔質構造が例えば中空粒子によって形成される場合、クラッド用の樹脂材料として、母材となる樹脂に中空粒子が混合されたものが準備される。クラッドの多孔質構造が樹脂内に形成されたボイドによって実現される場合、例えば、樹脂材料にあらかじめ発泡剤を分散させておき、ＰＯＦの成形時に加熱して発泡剤を熱分解することにより気泡を発生させる方法を用いることができる。
【実施例】
【００５２】
（実施例）
フッ素樹脂としてのポリパーフルオロ−４−メチル１、３ジオキソランに対し、中空ナノシリカを２０質量％となるように添加し、二軸混練押し出し機で均一分散させた（混練物ａ）。
【００５３】
フッ素樹脂としてのポリパーフルオロ−４−メチル１、３ジオキソランに対し、屈折率調整剤としての２，４，６−トリフェニルトリアジンを５質量％となるように溶融混合した（混合物ｂ）。
【００５４】
コアとして混合物ｂを、第１のクラッド層としてフッ素樹脂のポリパーフルオロ−４−メチル１、３ジオキソランを、第２のクラッド層として混練物ａを、被覆層としてポリカーボネートを用い、多層溶融押し出しにより、コア、第１のクラッド、第２のクラッド、及び被覆層からなる同心円状の４層ファイバーを形成した。
【００５５】
以上の方法で、図３に示す構成と同様の構成を有する、実施例のＰＯＦが作製された。実施例のＰＯＦにおいて、コアの直径は５０μｍであり、第１のクラッドの厚さは７０μｍであり、第２のクラッドの厚さは５μｍであり、被覆層の厚さは２５０μｍであった。
【００５６】
実施例のＰＯＦの評価は、屈曲後の伝送損失を測定することによって行われた。伝送損失の測定は、ＪＩＳ  Ｃ６８２３：２０１０に準拠して行われた。測定波長は８５０ｎｍであった。ＰＯＦの屈曲は、屈曲半径２．５ｍｍで、１８０度曲げ（Ｕ字曲げ）を１回行うことによって、実施された。実施例のＰＯＦの伝送損失は、０．５ｄＢ／ｋｍ以下であった。
【００５７】
（比較例）
第２のクラッド層を形成しなかったことのみを除き、その他は実施例のＰＯＦと同一条件で比較例のＰＯＦを作製した。さらに、比較例のＰＯＦにおいても、実施例のＰＯＦと同様の方法で評価を行った。比較例のＰＯＦの伝送損失は、５ｄＢ以上であった。
【００５８】
以上の実施例及び比較例の結果から、多孔質構造を含むクラッドを備えたＰＯＦは、低い伝送損失を実現できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のＰＯＦは低い伝送損失を実現でき、高速通信の用途に適している。
【符号の説明】
【００６０】
１０，２０，３０    ＰＯＦ
１１    コア
１２，２２    クラッド
２２１    第１のクラッド層
２２２    第２のクラッド層
３１    被覆層
【図１】
2020166223.tif 000009
【図２】
2020166223.tif 000010
【図３】
2020166223.tif 000011