(57)【要約】      （修正有）【課題】  透明性および伸度，強度などに優れたＰＯＦを製造する。【解決手段】結晶構造を含む重合体から管状の第１部材１１を作製する。第１部材１１としても機能するパイプ１７の内側に非結晶を含む重合体を形成する重合成化合物を注入し、重合させる工程を繰り返し行い、同心円状に層が順次重ねられ、径の外側から中心に向かうにしたがい屈折率が高くなる第２部材１３を作製する。第１部材１１の内径Ｄ１（ｍｍ）と第２部材１３の外径Ｄ２（ｍｍ）とが、０．０１＜Ｄ１−Ｄ２＜１．０の条件を満たすようにする。第１部材１１と第２部材１３とを組み合わせてプリフォーム２４とする。プリフォーム２４を加熱延伸させることにより透明性や破断伸度，結節強度に優れるＰＯＦを得ることができる。【選択図】      図３
2006337808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有する第１部材と第１部材とは異なる第２部材よりなるプラスチック光ファイバプリフォームを加熱溶融しながら長手方向に延伸させてプラスチック光ファイバ素線とする製造方法において、
結晶構造を含む重合体からなる管状の前記第１部材を形成する第１部材形成工程と、
非晶質を含む重合体からなる前記第２部材を形成する第２部材形成工程と、
前記第１部材と前記第２部材とを組み合わせてプラスチック光ファイバプリフォームとする組合せ工程とを有し、
前記第１部材の屈折率は、前記第１部材と接する前記第２部材の面の屈折率よりも少なくとも５×１０-3以上低いことを特徴とするプラスチック光ファイバ素線の製造方法。  
【請求項２】
前記第２部材は、前記第１部材と接する面の屈折率が１．４以上１．５以下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ファイバ素線の製造方法。
【請求項３】
前記第１部材は、フッ素原子を含む重合体である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ファイバ素線の製造方法。
【請求項４】
前記第１部材の内径をＤ１（ｍｍ）とし、前記第２部材の最外層の外径をＤ２（ｍｍ）とするとき、０．０１＜Ｄ１−Ｄ２＜１．０の条件を満たすことを特徴とする請求項１ないし３いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【請求項５】
前記第２部材は、円柱状もしくは円筒状であり、
前記第２部材が円筒状である場合には、減圧しながら前記プラスチック光ファイバプリフォームを加熱溶融させて延伸させることを特徴とする請求項１ないし４いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【請求項６】
前記第２部材は、外側から径の中心に向かうにしたがい次第に屈折率が高くなることを特徴とする請求項１ないし５いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法で製造されることを特徴とするプラスチック光ファイバ素線。
【請求項８】
結晶構造を含む重合体からなる管状の第１部材と、前記第１部材の中に挿入される部材であり、外面の屈折率が１．４以上１．５以下である非晶質を含む重合体からなる第２部材とを有することを特徴とするプラスチック光ファイバプリフォーム。
【請求項９】
前記第２部材は、外側から径の中心に向かうにしたがい次第に屈折率が高くなることを特徴とする請求項８記載のプラスチック光ファイバプリフォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送体である光ファイバや曲率を有する光導波路に利用することができるプラスチック光ファイバ素線およびその製造方法に関するものであり、かつ上記プラスチック光ファイバ素線の母材となるプラスチック光ファイバプリフォームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送体として、例えば、光ファイバへ利用したプラスチック光ファイバ素線（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ；ＰＯＦ）は、互いに屈折率の異なる外殻部と光伝送部とからなり、光伝送部に対して所定の角度で光を入射させ、屈折率の異なる外殻部と光伝送部との界面で光を全反射させることにより光を伝播させる光伝送体である。最近では、このＰＯＦの中でも、中心から外側に向かって屈折率に高低分布を設けた屈折率分布型ＰＯＦが注目されている。屈折率分布型ＰＯＦは、その特有の屈折率分布により、中心を通る光と周辺を経由する光とがほぼ同時に伝播される。そのため、入力信号に歪が発生しないので、高い伝送容量を発現させて大幅な高速通信を実現することができる。
【０００３】
屈折率分布型ＰＯＦとしては、例えば、非結晶性の含フッ素重合体を主成分とし、この主成分に主成分と屈折率の異なる物質を添加して、その半径方向に濃度勾配をつけて分布させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、ＰＯＦはプラスチック特性により、非常にフレキシブルであるため、折れ曲げなどの変形が生じやすい。このように変形が生じると、ＰＯＦの伝送損失が上昇してしまうなどの問題が発生する。
【０００４】
これを受けて、曲げ時の伝送損失の上昇を抑制することができる屈折率分布型ＰＯＦとして、光伝送部の屈折率よりも低く、非晶質構造を形成させる含フッ素重合体により外殻部を形成させるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−００５８４８号公報
【特許文献２】特開２００２−０７１９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の屈折率分布型ＰＯＦは、低い屈折率を示す含フッ素重合体により外殻部を形成させるため、光伝送部を伝播する光が外部へ発散することを防止することにより、伝送損失の上昇を抑制することができる。しかしながら、外殻部には非結晶構造のみが含まれているため、このような屈折率分布型ＰＯＦは、伸度や強度などの物理的特性に劣るという問題を抱えている。
【０００６】
本発明は、曲げ時での伝送損失上昇を抑制し、かつ伸度や強度などを向上させた光学的，物理的特性の双方に優れる屈折率分布型ＰＯＦを製造することができるプラスチック光ファイバ素線の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のプラスチック光ファイバ素線の製造方法は、中空部を有する第１部材と第１部材とは異なる第２部材よりなるプラスチック光ファイバプリフォームを加熱溶融しながら長手方向に延伸させてプラスチック光ファイバ素線とする製造方法において、結晶構造を含む重合体からなる管状の前記第１部材を形成する第１部材形成工程と、非晶質を含む重合体からなる前記第２部材を形成する第２部材形成工程と、前記第１部材と前記第２部材とを組み合わせてプラスチック光ファイバプリフォームとする組合せ工程とを有し、前記第１部材の屈折率は、前記第１部材と接する前記第２部材の面の屈折率よりも少なくとも５×１０-3以上低いことを特徴とする。
【０００８】
前記第２部材は、前記第１部材と接する面の屈折率が１．４以上１．５以下であることが好ましい。前記第１部材は、フッ素原子を含む重合体であることが好ましい。また、前記第１部材の内径をＤ１（ｍｍ）とし、前記第２部材の最外層の外径をＤ２（ｍｍ）とするとき、０．０１＜Ｄ１−Ｄ２＜１．０の条件を満たすことが好ましい。そして、前記第２部材は、円柱状もしくは円筒状であり、前記第２部材が円筒状である場合には、減圧しながら前記プラスチック光ファイバプリフォームを加熱溶融させて延伸させることが好ましい。なお、前記第２部材は、外側から径の中心に向かうにしたがい次第に屈折率が高くなることが好ましい。
【０００９】
そして、本発明のプラスチック光ファイバ素線は、上記いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法で製造されることを特徴とする。また、本発明のプラスチック光ファイバプリフォームは、結晶構造を含む重合体からなる管状の第１部材と、前記第１部材の中に挿入される部材であり、外面の屈折率が１．４以上１．５以下である非晶質を含む重合体からなる第２部材とを有することを特徴とする。なお、前記第２部材は、外側から径の中心に向かうにしたがい次第に屈折率が高くなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、伸度や強度などの物理的特性を向上させた屈折率分布型ＰＯＦを製造することができる。そのため、このような屈折率分布型ＰＯＦは、折れ曲げなどの変形が生じるのを抑制することができるので、曲げ時での伝送損失の上昇を防止することができる。また、本発明は、光ファイバとしてだけでなく、光導波路などとしても使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図を引用しながら説明する。ただし、本発明は本実施形態に限定されるものではない。図１は、本実施形態でのＰＯＦの製造工程図である。ここでは、工程の流れについてのみ説明する。
【００１２】
本発明のＰＯＦ１０の製造工程は、外殻部となる管状の第１部材１１を形成する第１部材形成工程１２と、光伝送部となる第２部材１３を形成する第２部材形成工程１４と第１部材１１と第２部材１３とを組み合わせる組合せ工程１５と延伸工程１６とを有する。
【００１３】
第１部材形成工程１２において第１部材１１を形成させる。第１部材１１は、結晶構造を含む重合体からなる。結晶構造は非結晶構造と比べて、強度などが優れている。そのため、このような結晶構造を含む重合体から形成される第１部材１１は、優れた強度や伸度などの物理的特性を示す。なお、本実施形態においては、溶融押出成形により第１部材１１を形成する。ただし、第１部材１１の製造方法は特に限定されず、後述するように、所定の重合容器を用いて、その内部に第１部材１１を生成させる重合体化合物を注入し、重合させて管状の第１部材１１を形成させてもよい。
【００１４】
第２部材形成工程１４において第２部材１３を形成させる。本発明では、あらかじめ溶融押出成形などにより製造されたパイプ１７などの管状部材の内部に、所定の重合成化合物を順次注入して重合させる工程を繰り返し行い、同心円状に外側から順次重ねられたｎ層の複層構造を示す円筒部材を第２部材１３として形成する。また、第２部材１３は、非晶質を含む重合体から形成される。ここでは、第１層〜第ｎ層形成工程２０〜２３を連続して行うことにより、パイプ１７の内部に第１層，第２層，・・・・，第（ｎ−１）層，第ｎ層とｎ層からなる複層構造を形成させる。なお、本実施形態では、図１においては、説明の便宜上、第１部材１１とパイプ１７を別々に記載しているが、第１部材１１をパイプ１７として使用する。ただし、本発明は、本実施形態のようにパイプ１７として第１部材１１を用いてもよいし、パイプ１７と第１部材１１とを別々に作製したものを用いてもよい。
【００１５】
次に、組合せ工程１５において、管状の第１部材１１と第２部材１３とを組み合わせて第２部材１３の外周に第１部材１１を設けたプリフォーム２４を作製する。このとき、本実施形態のように、管状の第１部材１１内に第２部材１３を直接形成する場合には、第２部材１３の製造工程が組合せ工程１５を兼ねることになる。そして、延伸工程１６において、このプリフォーム２４を長手方向に加熱延伸させることにより所望の径のＰＯＦ１０を形成させる。また、第２部材１３は、円柱状または円筒状の部材とする。円筒状の第２部材１３を使用する場合には、延伸工程１６においてプリフォーム２４を減圧しながら加熱延伸させる。これにより、プリフォーム２４の内部に発砲が生じることを抑制しながらＰＯＦ１０を得ることができる。
【００１６】
第２部材形成工程２１について詳細に説明する。図２は、第２部材形成工程の流れを示す工程図である。本発明では、上記のように複層構造の第２部材１３を作製する。したがって、第２部材形成工程１４は、第１層３１を形成させる第１層形成工程２０と第２層３２を形成させる第２層形成工程２１と第（ｎ−１）層３３を形成させる第（ｎ−１）層形成工程２２と、第ｎ層３４を形成させる第ｎ層形成工程２３とを有する。
【００１７】
まず、第１注入工程３５において、パイプ１７の内部に第１層３１を生成させる第１の重合成化合物を注入する。そして、第１重合工程３６として、第１の重合成化合物を重合させて第１層３１を形成させる。続いて、第２注入工程３７として、第１層３１の内側に第２の重合成化合物を注入してから、この第２の重合成化合物を重合させる第２重合工程３８を行い、第２層３２を形成させる。本実施形態では、このような層形成工程を、所望の層数が得られるまで繰り返し行う。第（ｎ−１）層３３を形成させる際には、第（ｎ−１）の重合体化合物を注入する第（ｎ−１）注入工程３９を行ってから、第（ｎ−１）重合工程４０を行う。最後に、第ｎ層形成工程２３として、第（ｎ−１）層３３の内側に、第ｎの重合体化合物を注入する第ｎ注入工程４１を行ってから、この第ｎの重合体化合物を重合させる第ｎ重合工程４２を行う。
【００１８】
第１層〜第ｎ層形成工程２０〜２３では、重合管への重合成化合物の注入量を、内側の層に向かうにしたがい次第に減らすようにすることが好ましい。これにより、各層の厚みを概ね一定もしくは近似した値に調整することができる。この注入量は、特に限定されるものではなく、形成したい層の厚みを考慮しながら調整すればよい。なお、本実施形態では、パイプ１７を第１部材１１とし、その中に第２部材１３を形成させたが、例えば、第１部材１１および第１部材１１とは異なるパイプ１７の中に複層構造を生成させて第２部材１３を形成した後、第２部材１３のパイプ１７を取り除いてから、第１部材１１の中に第２部材１３を直接挿入してもよいし、第１部材１１の中にパイプ１７を取り除かない第２部材１３を直接挿入してもよい。
【００１９】
以上により、パイプ１７の内部にそれぞれ屈折率の異なる第１層〜第ｎ層３１〜３４を形成させると、光の分散を抑制しながら光を伝播させることができる。なお、本実施形態では、各重合工程において、重合管を回転させることにより重合成化合物を重合させる回転ゲル重合法を用いる。回転ゲル重合法の詳細については後述する。
【００２０】
組合せ工程２２について説明する。図３に、組合せ工程の説明図を示す。第１部材１１および第２部材１３は径方向の断面図で示す。上記したように、第１部材１１は管状であり、結晶構造を含む重合体から形成されており、本実施形態ではパイプ１７である。そして、第２部材１３は、第１層〜第ｎ層３１〜３４で構成された複層構造の芯部材５０を有する。各層は、外径および内径が長手方向に一定で、厚みが均一の管状となっている。また、径の中心には空洞部５１を有している。なお、図３では、各層の境界を示しているが、製造条件など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てもよい。同様に、空洞部５１も、製造条件などにより消失する場合があるが、その有無は本発明では限定されない。
【００２１】
第１部材１１の内径をＤ１（ｍｍ）とし、第２部材１３の外径をＤ２（ｍｍ）とするとき、０．０１＜Ｄ１−Ｄ２＜１．０の条件を満たすように第１部材１１と第２部材１２とをそれぞれ形成させる。このような範囲を満たすようにＤ１とＤ２とを調整すると、例えば、第１部材１１と第２部材１３とを別々に形成させた後、第１部材１１の中に第２部材１３を挿入して組み合わせる場合、第２部材１３の最外層が第１部材１１に接触することなく第１部材１１の中に第２部材１３を挿入することができる。そのため、第１部材１１と第２部材１３とがそれぞれ欠損することを防止することができるとともに、容易に挿入することができる。
【００２２】
本発明では、第１部材１１の屈折率は、第１部材１１と接する第２部材１３の面の屈折率よりも５×１０-3以上低くなるように調整する。すなわち、本実施形態では、パイプ１７の内部に形成される第２部材１３の最外層、すなわち第１層３１の屈折率よりも、第１部材１１に相当するパイプ１７の屈折率が５×１０-3以上低くなるように調整されている。このとき、第１部材１１の屈折率も、上記の範囲を満たすように調整することが好ましい。なお、例えば、パイプ１７が存在しない場合には、第１部材１１の屈折率が上記範囲を満たすように調整すればよい。また、第２部材１３の最外層の屈折率は１．４以上１．５以下となるように調整されている。そして、第２部材１３の屈折率は、径の中心に向かうにしたがい次第に高くなるよう設計されている。これにより、低伝送損失を維持しながら光を伝播させることができる第２部材１３を得ることができる。ただし、第１層〜第ｎ層３１〜３４の屈折率の変化は、段階的であってもよいし、連続的であってもよい。
【００２３】
本実施形態では、第２部材１３に径方向への屈折率分布を付与する方法として、各層を、互いに異なる屈折率を示すホモポリマーを生成する重合成化合物を少なくとも２種類用いて、これらを互いに異なる配合比で共重合させて生成したコポリマーとする方法を適用している。このように、異なる屈折率を示すホモポリマーの配合比を調整しながら共重合させると、各層の屈折率に差を発現させることができる。また、各層は同じ重合成化合物を用いて形成されるので、互いに隣り合う層で形成される界面での親和性を向上させることができる。本実施形態のように、径の外側から中心に向かって屈折率を高くするためには、屈折率が低いホモポリマーに対して、より屈折率が高いホモポリマーの配合量が多くなるようにすればよい。これにより、径の内側に向かうにしたがい形成される層の屈折率を高くすることができる。なお、第１部材１１は、結晶構造を含む重合体からなり、さらにフッ素原子を含むように重合成化合物を選択する。これにより、伝送損失の上昇を抑制することができる。
【００２４】
第２部材１３は、非晶質を含む重合体からなるように、第２部材１３を生成させる重合成化合物を選択する。本実施形態では、第２部材１３を生成させる重合成化合物として、重合体の屈折率が１．４１である２，２，２トリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭｄ７）と、重合体の屈折率が１．４９であるペンタフルオロフェニルメタクリレート（ＰＦＰＭＡｄ５）とをそれぞれ用いて、異なる配合比となるように調整する。このように、異なる屈折率を示す重合成化合物の配合比を変更しながら各層を形成させると、上記のように、径方向に向かうにしたがい次第に変化する所望の屈折率の高低分布を発現させることができる。また、このように水素原子が一部重水素原子とされた３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５とを使用すると、伝送損失を低下させることができるので好ましい。
【００２５】
なお、プリフォーム２４に所望の屈折率の高低分布を付与する方法としては、上記の他に、各層３１〜３４を形成させる重合体化合物に屈折率調整剤を添加し、さらに、各層３１〜３４での屈折率調整剤の添加量を互いに異なるように調製することにより、所望の屈折率分布を付与することもできる。この場合には、径の内側にしたがい屈折率調整剤の添加量を高くすることで、外側から径の中心に向かうにしたがい次第に屈折率を高くすることができる。屈折率調整剤の詳細に関しては、後で説明する。
【００２６】
以上より、結晶構造を含む重合体からなる管状の第１部材１１の中に、非晶質を含む重合体であり、外面の屈折率が所定の範囲を満たすように調整された第２部材１３を組み合わせることにより、プリフォーム２４を形成することができる。このプリフォーム２４を長手方向に加熱延伸することにより、所望の径のＰＯＦ１０とすることができる。図４にＰＯＦ１０の断面図を示す。ＰＯＦ１０はプリフォーム２４を加熱しながら所望の径となるまで溶融延伸される。これにより、第１部材１１１と第２部材１１３とは密着するため、プリフォーム２４に存在していた空洞部５８は消失する。このとき、減圧しながら延伸すると、空隙を発生させずにＰＯＦ１０とすることができるので好ましい。また、第１部材１１と第２部材１３とを別々に作製後、第１部材１１の中に第２部材１３を挿入してプリフォーム２４とする場合には、第１部材１１と第２部材１３との間に、間隙が生じる場合がある。しかし、本発明のようにプリフォーム２４を加熱延伸させることにより、第１部材１１と第２部材１３とが密着するため、間隙は消失するため問題はない。
【００２７】
ＰＯＦ１０の断面径方向における屈折率は、プリフォーム２４と同様に、第２部材１１３を構成する芯部材１５０のうち、第１層１３１が最も低く、第２層１３２，・・・・，第（ｎ−１）層１３３，第ｎ層１３４の順に次第に高くなっており、ＰＯＦ１０の断面中心に向かうほど連続的に高くなっている。このとき、ＰＯＦ１０の屈折率分布係数は、プリフォーム２４とほぼ同じ値を示す。なお、プリフォーム２４の屈折率分布については先に述べた通りである。なお、プリフォーム２４は、ＰＯＦ１０とされなくとも、この状態のままで光伝送体としての機能を発現する。
【００２８】
第１部材１１および第２部材１３を生成させる材料について説明する。第１部材１１は、結晶構造を含む重合体から形成する。これにより、伸度および強度などの物理的特性を向上させて、曲げ時での変形などが生じないプリフォーム２４およびＰＯＦ１０を製造することができる。第１部材１１を形成する重合体化合物は、結晶構造が含まれ、かつフッ素原子を含むことが物理強度の向上および低屈折率を実現することができる点で好ましい。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂，テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/ビニリデンフルオライド三元系コポリマー（ＴＨＶ）樹脂，四フッ化エチレン-六フッ化プロピレン共重合（ＦＥＰ）樹脂，テトラフルオロエチレンパーフルオロ（アルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）樹脂などが好ましく、低屈折率である点でＴＨＶ樹脂を用いることが特に好ましい。
【００２９】
第２部材１３のうち、第１層〜第ｎ層３１〜３３を形成する重合体化合物は、光散乱が生じないように非晶質のポリマーとし、互いに密着性に優れることが好ましい。より好ましくは、機械的特性や耐湿熱性に優れているポリマーとすることである。また、パイプ１７は、第１部材１１の管状部材であっても良いし、パイプ１７内で形成する重合体化合物から容易に除去することができる管状部材であってもよい。なお、管状部材を形成させる際には、重合成化合物を使用してもよいし、重合体でなくモノマーにより形成させてもよい。そして、第１層用モノマーとしては、ポリマーの中でも屈折率が低いものであることが好ましい。
【００３０】
第１層〜第ｎ層用モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ），含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）），スチレン系化合物（ｃ），ビニルエステル類（ｄ）、主鎖環状含フッ素ポリマー形成モノマー類（ｅ）、非晶質フッ素樹脂（例えば、テフロン（登録商標）ＡＦ）、ＡＶＡ樹脂、ノルボルネン系樹脂（例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標：日本ゼオン（株）製））、ファンクショナルノルボルネン系樹脂（例えば、ＡＲＴＯＮ（登録商標：ＪＳＲ製）など）ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡなどを重合性化合物として用いて重合させたものとすることができる。なお、各層用モノマーを選択する際には、少なくとも一方の屈折率や親和性などの関係を考慮することが好ましい。
【００３１】
上記の（ａ）フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボニルメタクリレートなどが挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸フェニルなどが挙げられる。
【００３２】
（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、１−トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレートなどが挙げられる。
【００３３】
（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられ、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテートなど、（ｅ）主鎖環状含フッ素ポリマー形成モノマー類としては、モノマーとして環状構造を有するまたもしくは環化重合することによって非晶質の主鎖に環状構造を有する含フッ素重合体を形成するポリマーを形成するものであり、サイトップ（登録商標）として知られる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などに例示される主鎖に脂肪環もしくは複素環を有するようなポリマーを形成するモノマー、および特願２００４−１８６１９９号に例示されるものなどが挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性化合物の単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が、光伝送体に成形されたときに所定の屈折率分布を成形体の中で有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００３４】
また、第１層用モノマーとしては、上記の各種化合物の他に以下のものが挙げられる。例えば、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）とトリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭ）や、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレートのフッ化（メタ）アクリレートなどとの共重合体がある。また、ＭＭＡと，ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレートなどの分岐を有する（メタ）アクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレート、トリシクロデカニルメタクリレートなどの脂環式（メタ）アクリレートなどとの共重合体がある。さらには、ポリカーボネート（ＰＣ）、ノルボルネン系樹脂（例えば、ＺＥＯＮＥＸ（登録商標：日本ゼオン（株）製））、ファンクショナルノルボルネン系樹脂（例えば、ＡＲＴＯＮ（登録商標：ＪＳＲ製）など）、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）など）を用いることもできる。また、フッ素樹脂の共重合体（例えば、ＰＶＤＦ系共重合体）やテトラフルオロエチレンパーフルオロ（アルキルビニルエーテル（ＰＦＡ））ランダム共重合体、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）共重合体などを用いることもできる。
【００３５】
なお、これらのポリマーが水素原子（Ｈ）を含んでいる場合には、その水素原子が重水素原子（Ｄ）に置換されていることが好ましく、これにより伝送損失の低減、特に近赤外領域の波長における伝送損失の低減を図ることができる。
【００３６】
また、ＰＯＦ１０を近赤外光用途に用いるためには、ポリマーを構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、特許３３３２９２２号公報や特開２００３−１９２７０８号公報などに記載されているような、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換したポリマーを用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。このようなポリマーとしては、例えば、重水素化ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ−ｄ８）、ポリトリフルオロエチルメタクリレート（Ｐ３ＦＭＡ）、ポリヘキサフルオロイソプロピル２−フルオロアクリレート（ＨＦＩＰ  ２−ＦＡ）などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に除去されることが望ましい。
【００３７】
本発明においては、重合性化合物を重合させてコポリマーとする際において、重合開始剤を使用する。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。例えばラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は、これらに限定されるものではない。また、２種類以上を併用してもよい。
【００３８】
コポリマーとしたときの機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために、重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには、連鎖移動剤を使うことができる。連鎖移動剤については、併用する重合性モノマーの種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各モノマーに対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第３版（Ｊ．ＢＲＡＮＤＲＵＰおよびＥ．Ｈ．ＩＭＭＥＲＧＵＴ編、ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮ発行）を参照することができる。また、該連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和４７年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。
【００３９】
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類（例えば、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ペンチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンなど）、チオフェノール類（チオフェノール、ｍ−ブロモチオフェノール、ｐ−ブロモチオフェノール、ｍ−トルエンチオール、ｐ−トルエンチオールなど）などを用いることが好ましい。特に、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は２種類以上を併用してもよい。
【００４０】
所望の屈折率分布を付与する方法として、各層を形成させる主成分に屈折率調整剤を添加する場合には、屈折率調整剤として、非重合性の化合物を用いることが好ましい。第２部材１３の芯部材５０を形成させる際に屈折率調整剤を添加する場合には、芯部材５０を形成する主成分に対してその添加率が０．０１〜２５重量％とすることが好ましい。より好ましくは、添加率が１〜２０重量％である。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。
【００４１】
屈折率調整剤としては高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与せず、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を用いることが好ましい。なお、屈折率調整剤は、モノマーに限定されず、オリゴマー（ダイマー，トリマーなどを含む）であってもよい。
【００４２】
また、屈折率調整剤としては、例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ），硫化ジフェニル（ＤＰＳ），リン酸トリフェニル（ＴＰＰ），フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ），フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ），ジフェニル（ＤＰ），ジフェニルメタン（ＤＰＭ），リン酸トリクレジル（ＴＣＰ），ジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）などの非重合性低分子化合物を用いてもよく、中でも、ＢＥＮ，ＤＰＳ，ＴＰＰ，ＤＰＳＯを使用することが好ましい。このような屈折率調整剤を、芯部材５０を形成させるホモポリマーに添加し、さらに、屈折率調整剤の濃度分布を調整することにより、第２部材１３の屈折率を所望の値に制御する。
【００４３】
前述した重合開始剤や連鎖移動剤や屈折率調整剤の各添加量は、使用する第１層〜第ｎ層用モノマーである重合性化合物の種類などに応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、第１層〜第ｎ層３１〜３４の重合性化合物に対して、０．００５〜０．０５０質量％となるように添加しているが、この添加率を０．０１０〜０．０２０質量％とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、第１層〜第ｎ層の重合性化合物に対して、０．１０〜０．４０質量％となるように添加しているが、この添加率を０．１５〜０．３０質量％とすることがより好ましい。
【００４４】
その他にも、芯部材５０を構成する各層の一部に、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、芯部材５０を構成する各層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。
【００４５】
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。該化合物を添加することにより、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、例えば、光伝送リンクの一部にファイバ増幅器として用いることができる。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、各層３１〜３４、もしくはそれらの一部に含有させることができる。
【００４６】
第２部材１３の製造方法について詳細に説明する。ただし、本実施形態は、本発明の一様態としての例示であり、限定されるものではない。図５に、プリフォーム２４を作製する際に使用する重合容器の断面図を示す。重合容器６０は、円筒管状の容器本体６０ａとこの容器本体６０ａの両端をそれぞれ塞ぐ蓋６０ｂとを有し、本実施形態においてはＳＵＳ製とされる。また、重合容器６０は、その内径が中に収容されるパイプ１７の外径よりもわずかに大きいものであり、重合容器６０の回転に伴ってパイプ１７が回転することができるようにされている。
【００４７】
まず、この重合容器６０に、あらかじめ、市販の溶融押出成型により成型したパイプ１７を収容する。次に、栓６１でパイプ１７の片端部を塞ぐ。この栓６１は第１層〜第ｎ層用モノマーに溶解しない素材からなり、可塑剤などを溶出させるような化合物も含まないものとする。このような素材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられる。
【００４８】
片端部を栓６１で塞いだ後、第１層３１を形成させる第１層用モノマー３１ａをパイプ１７の中に注入する。そして、他方の端部を栓６１で塞いでから、重合容器６０を回転させることにより第１層用モノマー３１ａを重合させて第１層３１を形成させる。なお、パイプ１７が重合容器６０の回転に応じることができるように、重合容器６０の内面などにパイプ１７を支持する支持部材を設けてもよい。
【００４９】
上記のように重合容器６０を回転させる際には、回転重合装置を利用する。図６に、回転重合装置７１の概略図を示す。回転重合装置７１は、装置本体７２の中に設けられた複数の回転部材７３と駆動部７６と装置本体７２内の温度を検知してその検知結果に応じて内部温度を制御するための温度コントローラ７７とを有している。
【００５０】
回転部材７３は、円柱形状であり、２本の周面で少なくともひとつの重合容器６０を支持することができるように、長手方向が互いに概ね平行かつ略水平となっている。各回転部材７３は、その一端が装置本体７２の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部７６によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。なお、駆動部７６には、駆動部７６の駆動を制御するためにコントローラ（図示しない）が備えられている。
【００５１】
図７に、重合容器の回転方法についての説明図を示す。重合反応時においては、隣り合う回転部材７３の周面により形成される谷部に重合容器６０がセットされた後、回転部材７３の回転に応じて重合容器６０は回転させられる。図７では、回転部材７３の回転軸を符号７３ａで示している。このように、回転重合装置７１に重合容器６０をセットさせて回転させることにより、第１層用モノマー３１ａを重合させることができる。なお、本実施形態では、重合容器６０の回転をサーフェスドライブ式としているが、重合容器６０の回転方式は、特に限定されるものではない。
【００５２】
また、本実施形態では、図７に示すように、重合容器６０の両端の蓋６０ｂに磁石６０ｃを備えるとともに、隣り合う２本の回転部材７３の間の下方に磁石７５を備えている。これにより、回転時において重合容器６０が回転部材７３から浮くことを防止することができる。ただし、重合容器６０の回転部材７３からの浮きを防止する方法としては、本形態に限定されるものではない。例えば、回転部材７３と同様な回転手段を、セットされた重合容器６０の上部に接するように設けて、同様に回転させることにより重合容器６０の浮きを防止する方法や重合容器６０の上方に押さえ手段を設けて、重合容器６０に所定の荷重をかけることにより浮きを防止する方法などが挙げられる。なお、本発明は浮き防止方法に依存するものではなく、いずれの方法も適用することができる。
【００５３】
なお、回転重合の前に、パイプ１７を立てた状態で第１層３１を予備重合させてもよい。予備重合を行う際には、必要に応じて所定の回転機構によりパイプ１７の円管軸を回転中心として回転させる。このようにパイプ１７の長手方向を概ね水平に保ちながら回転させると、パイプ１７の内面全体に第１層３１が生成しやすくなるため好ましい。また、本発明では、第１層３１の重合時において、パイプ１７の長手方向を水平とすることが、パイプ１７の内面全体に第１層３１を形成する上でもっとも好ましい。ただし、略水平であればよく、回転軸の許容される角度は水平に対して概ね５°以内である。
【００５４】
なお、第１層〜第ｎ層用モノマーを濾過や蒸留などを行うことにより、重合禁止剤や水分および不純物などをあらかじめ除去してから用いることが好ましい。なお、モノマーや重合開始剤を混合した後に、この混合物を超音波処理して溶存気体や揮発成分を除去することが好ましい。さらに、必要に応じて、第１層形成工程の前後において、公知の減圧装置によりパイプ１７や第１層用モノマー３１ａを減圧処理してもよい。
【００５５】
以上のようにして第１層３１が形成されたパイプ１７を、回転重合装置７１から取り出した後、本実施形態では、所定温度に設定された恒温槽などの加熱手段により所定時間の加熱処理をしている。
【００５６】
次に、第２層３２〜第ｎ層３４を順次生成させる。図８に、各層の生成開始時における重合容器８０の断面図を示す。この重合容器６０は、第１層３１を生成させた際に用いたものと同じであるため同一の符号を用いる。まず、第２層用モノマー３２ａを第１層３１の中空部に注入する。そして、栓６１により注入口を塞ぎ、第１層３１が形成されたパイプ１７の長手方向を略水平状態とし、パイプ１７の断面円形の中心が回転軸となるように回転させながら反応を開始する。このように回転させながら重合を進めることにより第２層３２を形成させる。第２層〜第ｎ層用モノマーを重合させる際には、第１層３１を作製する際に使用した回転重合装置７１（図６参照）を用いる。なお、必要に応じては、第２層用モノマー３２ａをはじめとする第２層〜第ｎ層用モノマーを注入する前後において、公知の減圧装置によりパイプ１７や注入物を減圧処理してもよい。
【００５７】
このとき、第２層用モノマー３２ａが重合を開始すると、第１層３１の内壁が第２層用モノマー３２ａにより膨潤し、重合初期段階において膨潤層を形成する。この膨潤層は、ゲル状態となっているため、重合速度が加速（ゲル効果と称する）する。このような現象から、本発明では、あらかじめ作製された管状部材を回転させながら、この管状部材と注入された重合性化合物との反応により膨潤層を形成させて重合性化合物を重合させる反応方法を回転ゲル重合法と称する。なお、この重合反応は、本実施形態のように、管状部材の長手方向が水平とされることがより好ましい。
【００５８】
なお、各重合反応の反応速度は、適宜調整されることが好ましい。例えば、各重合成化合物の反応度合いを表す転化率が、１時間あたり５〜９０％となるように反応速度を調整することが好ましい。より好ましくは、１時間あたりの転化率が１０〜８５％となるように調整することであり、さらに好ましくは２０〜８０％である。この反応速度の制御は、重合開始剤の種類や重合温度の調整などにより制御することができる。なお、重合性化合物の転化率の求め方は周知の方法を用いればよく特に限定はされない。例えば、ガスクロマトグラフィによる残留モノマーの定量分析と目視評価とを実施して両者の関係をあらかじめ求めておき、この関係をもとに目視観察にて評価すればよい。なお、上記のような回転ゲル重合法においては、その反応温度を用いる重合性化合物の沸点以下とすることが好ましい。また、回転速度を適宜調整することにより、各層の転化率などを制御する。
【００５９】
以上の方法により、所定の材料により生成された第１層〜第ｎ層３１〜３４の複層構造をパイプ１７の内部に形成させて第２部材１３を作製することができる。そして、別途製造した管状の第１部材１１の中に第２部材１３を挿入してプリフォーム２４とし、このプリフォーム２４を溶融延伸させることにより所望の直径（例えば、２００〜１０００μｍ）を有するＰＯＦ１０を得ることができる。なお、プリフォーム２４の延伸方法は、特開平０７−２３４３２２号公報などに記載される各種延伸方法を適用することができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、第２部材１３の屈折率が径の中心に向かうにしたがい連続的に高くなるグレードインデックス型（Ｇｒａｄｅｄ  Ｉｎｄｅｘ：ＧＩ型）ＰＯＦを示したが、第２部材１３の屈折率が段階的に変化するステップインデックス型（Ｓｔｅｐ  Ｉｎｄｅｘ；ＳＩ型）ＰＯＦでもよい。このＳＩ型ＰＯＦは、ＧＩ型ＰＯＦの第２部材１３がパイプ１７と第１層〜第ｎ層３１〜３４までの複層構造であるのに対して、パイプ１７と第１層３１との２層構造を有する。なお、ＳＩ型ＰＯＦの作製工程は、ＧＩ型ＰＯＦと同じであるため、説明は省略する。
【００６１】
ＰＯＦ１０は、曲げ、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、通常、その表面に１層以上の保護層を被覆して使用される。
【００６２】
このようにして得られたＰＯＦ１０の外周を被覆材により被覆すると、プラスチック光ファイバ心線またはプラスチック光ファイバコード（ともに、Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ）を得ることができる。なお、ＰＯＦ１０の外周を被覆材により被覆する際には、一次被覆を実施した後に二次被覆を実施する方法が一般的である。ただし、被覆層の数については１層または２層に限定されるものではない。
【００６３】
また、このプラスチック光ファイバコードを束ねることによりプラスチック光ファイバケーブル（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃａｂｌｅ）を得ることができる。本発明においては、このファイバコードが１本のままであって必要に応じてさらに被覆を施されたものをシングルファイバケーブルと称する。また、ファイバコードがテンションメンバなどとともに複数本組合されてさらなる被覆材が被されたものをマルチファイバケーブルと称する。なお、プラスチック光ファイバケーブルは、これらのシングルファイバケーブルとマルチファイバケーブルとの両方を含む。
【００６４】
光ケーブルの中でもシングルファイバケーブルとする場合には、第２の被覆工程を経ることなく、第１被覆工程における被覆層を外表としたままで光ケーブルとして用いることもある。光ケーブルとされるときの被覆の形態としては、一本の前記心線と被覆材との界面、あるいは複数本束ねた状態の光ファイバ心線の外周と被覆材との界面が、すべて接するように被覆されている密着型の被覆と、被覆材と光ファイバ心線との界面に空隙を有するルース型被覆とがある。ルース型被覆では、たとえばコネクタとの接続部において被覆層を剥離した場合、その端面の空隙から水分が浸入して長手方向に拡散されるおそれがあるため、通常は密着型が好ましい。
【００６５】
しかし、被覆材と光ファイバ心線とが密着していないので、光ケーブルにかかる応力や熱などのダメージの多くを、被覆層により緩和させることができるという利点を有する。そのため、ルース型の被覆は、使用目的によっては好ましく用いることができる。ルース型被覆の場合のコネクタ接続部からの水分の伝播については、光ファイバ心線と被覆材との界面の空隙部に流動性を有するゲル状の半固体や粉粒体を充填することにより、防止することができる。さらに、これらの半固体や粉粒体に対して耐熱や機械的機能の向上などの他の異なる機能を付与させることにより、多機能な被覆層を形成した光ファイバケーブルを製造することができる。また、ルース型の被覆とするには、クロスヘッドダイの押出し口ニップルの位置を調整し減圧装置による減圧度を加減することにより、前記空隙を有する層を形成することができる。この空隙層の厚みは前述のニップル厚みと空隙層とを加圧／減圧することにより調整することができる。なお、第１、第２の被覆工程で設けられる被覆材には、難燃剤や、紫外線吸収剤、酸化防止剤、昇光剤、滑材などを、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。
【００６６】
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など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、金属水酸化物による難燃性付与は、ＰＯＦ１０に接する被覆層には含有させず、ケーブルとしての外表となる被覆層に対してのみ行うことが望ましい。
【００６７】
また、プラスチック光ファイバケーブルに複数の機能を付与させるために、さらに、適宜機能性層となる被覆層を積層させてもよい。前記難燃化層以外の機能層としては、例えば、ＰＯＦ１０の吸湿を抑制するためのバリア層や、ＰＯＦ１０に含有された水分を除去するための吸湿材料層などが挙げられる。なお、この吸湿材料層の付与方法としては、例えば、吸湿テープや吸湿ジェルを所定の被覆層内や被覆層間に設ける方法がある。
【００６８】
さらに、その他の機能性層としては、可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や外部からの応力を緩衝するための緩衝材として機能する発泡材料層、剛性を向上させるための強化層などが挙げられる。また、プラスチック光ファイバケーブルの構造材（被覆材）としては、樹脂以外にも、例えば、高い弾性率を有する繊維（いわゆる抗張力繊維）および／または剛性の高い金属線などの線材を熱可塑性樹脂に含有させたものが挙げられる。このような材料を用いると、プラスチック光ファイバケーブルの力学的強度を補強することができるために好ましい。
【００６９】
なお、前記抗張力繊維としては、例えば、アラミド繊維，ポリエステル繊維，ポリアミド繊維が挙げられる。そして、前記金属線としては、ステンレス線，亜鉛合金線，銅線などが挙げられる。ただし、本発明に適用することができる抗張力繊維および金属線は、これらに限定されるものではない。また、その他にも、プラスチック光ファイバケーブルを保護するための金属管の外装や架空用の支持線、配線時の作業性を向上させるための機構などをプラスチック光ファイバケーブルの外周部に組み込むこともできる。
【００７０】
プラスチック光ファイバケーブルの形状は使用形態によって、プラスチック光ファイバコードを同心円上にまとめた集合型のものや一列に並べたテープ型のもの、さらに、それらを押え巻やラップシースなどでまとめたものなどが挙げられる。なお、これらの使用形態は、用途に応じて適宜選択すればよい。
【００７１】
本発明のプリフォーム２４から得られたプラスチック光ファイバケーブルは、従来品と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。ただし、より好ましくは、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である。また、コネクタは、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。そのため、本発明のプラスチック光ファイバケーブルは、種々の発光素子や受光素子や光スイッチ，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などが組み合わされて好適に用いられる。この際、必要に応じて他の光ファイバなどと組合せてもよい。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することができる。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。
【００７２】
また、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など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。
【００７３】
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号など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号などの各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号など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号など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号などに記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号などに記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号などに記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号など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。なお、以上の光伝送用途以外にも、照明（導光）やエネルギー伝送，イルミネーション，レンズ，センサ分野にも用いることができる。
【００７４】
以下、本発明に関する実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明する。なお、本実施例では、本発明の光学材料および製造方法によりＰＯＦを作製したが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、プリフォーム２４の製造方法などに関しては実施例１において詳細に説明し、実施例２および比較例１において、実施例１と同じ場合には説明を省略する。
【実施例１】
【００７５】
図１に示すＰＯＦ製造工程にしたがいＰＯＦ１０を製造した。溶融押出成形により作製した内径１９．５ｍｍ、長さ２７ｃｍのＰＶＤＦ管を、第１部材１１として機能するパイプ１７とし、この中空部に第１層用モノマー３１ａを、孔径が０．２μｍのＰＴＦＥメンブランフィルターを用いて濾過しながら注入した。第１層用モノマー３１ａとしては、重合成化合物として３ＦＭｄ７（以下、ａと称する）を２１．７３ｍｌおよび重合成化合物としてＰＦＰＭＡｄ５（以下、ｂと称する）を４．５６ｍｌ混合してから、重合開始剤として２，２ジメチルアゾビスイソブチレートを０．１ｍｏｌ％とドデシルメルカプタンを０．０５ｍｏｌ％とを添加したものを調製した。
【００７６】
第１層用モノマー３１ａが注入された屈折率が１．４１であるＰＶＤＦ管を、回転重合装置７１の重合器本体６０ａに長手方向が水平となるようにセットし、２０００ｒｐｍで回転させながら９０℃の雰囲気下で２時間の加熱重合を行った。重合容器６０はＳＵＳ製のものを使用した。このとき、回転する重合容器６０の近傍、具体的には１〜２ｃｍ離れた位置に非接地型熱電対を設けて、温度を測定し、この測定温度を重合反応による温度としてみなした。また、この方法により測定された重合反応の発熱における温度ピーク（発熱ピーク）を求めた。実施例１では、重合開始から約１時間２０分経過したときに６７℃の発熱ピークが認められた。以上により、パイプ１７の内面に第１層３１を形成させた。なお、得られた重合体の転化率は９０％であった。
【００７７】
次に、重合容器６０から第１層３１が形成されたパイプ１７を取り出し、その中空部に第２混合溶液を注入し、回転重合させることにより第２層３２を形成させた。このとき、第１層３１を形成したときと同じ条件，方法を用いた。第２層用モノマー３２ａとしては、ａを７．５７ｍｌおよびｂを１．９９ｍｌ混合してから、重合開始剤として２，２ジメチルアゾビスイソブチレートを０．１ｍｏｌ％とドデシルメルカプタンを０．０５ｍｏｌ％とを添加した混合溶液を用いた。そして、第２層３２を形成した後、表１に示すように配合比としてｂ／ａが異なるように調製した第３〜第１１混合溶液を用いて、径の中心に向かうにしたがい各層用モノマーの注入量を表１のように減らしながら、上記と同じ工程を繰り返し行うことにより、第１部材１１となるパイプ１７の内部に１１層の複層構造を形成させてＰＶＤＦからなる第２部材１３を製造した。第２部材１３の最外層である第１層３１の外面での屈折率は１．４３２であった。
【００７８】
第１１混合溶液を重合させた後、９０℃に加熱させた状態で６時間保持し残存している重合成化合物を反応させた。プリフォーム２４とした。このとき、第１部材１１の屈折率と第２部材１３の外面との屈折率差は０．０２２であった。その後、得られたプリフォーム２４の空洞部５８を減圧させながら２００℃に加熱させた状態で、溶融延伸させることにより空洞部５８を閉塞させるとともに、第１部材１１と第２部材１３とを密着させることにより隙間５９を消失させて、外径が４７０μｍのＰＯＦ１０を得た。このとき、ＰＯＦ１０の外径の変動は±１５μｍであった。
【００７９】
得られたＰＯＦ１０に、半径１０ｍｍの曲率にて３６０°の曲げを付与したところ、光損失は１．０ｄＢであった。また、得られたＰＯＦ１０を引張り試験機（東洋精機製  ＳＴＲＯＧＲＡＰＨ−Ｍ１）にて物理特性として破断伸度（％）と結節強度（ＭＰａ）をそれぞれ測定した結果、破断伸度は２０．０％であり、結節強度は４２３ＭＰａであった。
【実施例２】
【００８０】
実施例１と同じ材料および方法を用いて第２部材１３を形成させたが、実施例２では、第１部材として機能するパイプ１７として使用したＰＶＤＦ管を除去し、第１部材１１として、あらかじめ市販のＤｙｎｅｏｎ（登録商標：３Ｍ製）ペレットを用いて溶融押出成形により製造した内径２０ｍｍ，外径２１ｍｍ、屈折率が１．３６の管状の第１部材１１の中に、第１〜１１層で構成された第２部材１３を挿入してプリフォーム２４とした。このとき、第１部材１１の屈折率と、第２部材１３の外面での屈折率差は０．０７２であった。その後、得られたプリフォーム２４の空洞部５８を減圧させながら２００℃に加熱させた状態で、溶融延伸させることにより空洞部５８を閉塞させるとともに、第１部材１１と第２部材１３とを密着させることにより隙間５９を消失させて、外径が４７０μｍのＰＯＦ１０を得た。このとき、ＰＯＦ１０の外径の変動は±１５μｍであった。
【００８１】
得られたＰＯＦ１０に、半径１０ｍｍの曲率にて３６０°の曲げを付与したところ、光損失は０．２ｄＢとなり、実施例１に対し更に曲げによる光放射損失が低減した。また、得られたＰＯＦ１０を引張り試験機（東洋精機製  ＳＴＲＯＧＲＡＰＨ−Ｍ１）にて物理特性として破断伸度（％）と結節強度（ＭＰａ）をそれぞれ測定した結果、破断伸度は６．０％であり、結節強度は３８１ＭＰａであった。
【００８２】
〔比較例１〕
実施例１と同じ材料および方法を用いて第２部材１３を形成させた。ただし、比較例１では、第１部材１１を用いずに、第２部材１３のみをプリフォーム２４とした。したがって、パイプ１７が最外層である。そして、このプリフォーム２４を実施例１と同じ方法で加熱延伸させることにより外径が４７０μｍのＰＯＦ１０を作製した。また、得られたＰＯＦ１０を用いて実施例１と同じように、半径１０ｍｍの曲率にて３６０°の曲げを与えたところ、光損失は２．２ｄＢであった。なお、ＰＯＦ１０を一時曲げた時点で、折れ曲り、破断する場合もあった。さらに、引張り試験機（東洋精機製；ＳＴＲＯＧＲＡＰＨ−Ｍ１）により引張り試験を行ったところ、破断伸度は６．０％であり、結節強度は４７ＭＰａであった。
【００８３】
実施例１，２および比較例１において、第２部材１３を形成する際に使用した第２部材形成材料に関し、各混合溶液でのａ，ｂの配合比（ｂ／ａ）および総量（ａ＋ｂ）などを表１に示す。
【００８４】
【表１】
2006337808.tif 000003
【００８５】
実施例１は、第１部材１１として機能するＰＶＤＦからなる管状のパイプ１７の内部に
円筒状である第２部材１３を形成し、これを加熱延伸させることによりＰＯＦ１０を製造した。また、実施例２は、パイプ１７を重合管としてのみ使用し、パイプ１７を除去した後、管状の第１部材１１と円筒状の第２部材１３とを別々に製造後、第１部材１１の中に第２部材１３を挿入してプリフォーム２４とし、これを加熱延伸させることによりＰＯＦ１０を製造した。一方、比較例１は、第１部材１１を使用せずに、第２部材１３の最外層を外殻部とするプリフォーム２４を作製してから、これを加熱延伸させてＰＯ１０を製造した。
【００８６】
その結果、実施例１では、白濁が生じることがなく透明性に優れ、かつ破断伸度、結節強度ともに大きい値を示すＰＯＦ１０を得ることができた。また、実施例２では、実施例１と比べて、破断伸度が大きく、曲げによる損失も極めて小さいＰＯＦを得ることができた。一方、比較例１では、破断伸度，結節強度とも小さくなり物理性に乏しく、かつ曲げによる損失増加が大きいＰＯＦ１０を得た。以上より、実施例１において、破断強度および結節強度に優れ、低光損失を示すＰＯＦを製造することができることを確認した。したがって、結晶構造を含む管状の第１部材と、非結晶構造を含む第２部材とをそれぞれ作製した後、第１部材の中空部に第２部材を挿入し、これらを互いに組み合わせることでプリフォームとし、このプリフォームを加熱延伸させると、伸度や強度に優れ、かつ曲げ時での伝送損失の上昇を抑制することができるＰＯＦを製造することができることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明のＰＯＦの製造工程図である。
【図２】本発明の第２部材形成の流れを示す工程図である。
【図３】本発明の組合せ工程の説明図である。
【図４】本発明のＰＯＦの断面図である。
【図５】重合容器の断面図である。
【図６】回転重合装置の概略図である。
【図７】重合容器の回転方法についての説明図である。
【図８】第１層形成後の重合容器の断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０    ＰＯＦ
１１    第１部材
１２    第１部材形成工程
１３    第２部材
１４    第２部材形成工程
１５    組合せ工程
１６    延伸工程
２４    プリフォーム
３１    第１層
３２    第２層
３３    第（ｎ−１）層
３４    第ｎ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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