(57)【要約】【課題】  高ＮＡ有し、かつプリフォーム法での問題のない、ＧＩ型ＰＯＦの製造方法および、該製造方法により製造されうるＧＩ型ＰＯＦを提供する。【解決手段】  コア部と、該コア部の外層に隣接して設けられたクラッド部を有し、前記クラッド部は、少なくとも含フッ素非晶性ポリマーを含む、屈折率分布型プラスチック光ファイバを採用した。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部と、該コア部の外層に隣接して設けられたクラッド部を有し、前記クラッド部は、少なくとも含フッ素非晶性ポリマーを含む、屈折率分布型プラスチック光ファイバ。
【請求項２】
前記含フッ素非晶性ポリマーが主鎖環状含フッ素ポリマーである、請求項１に記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバ。
【請求項３】
前記含フッ素非晶性ポリマーがＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンドポリマーである、請求項１に記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバ。
【請求項４】
前記ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦのポリマーブレンド比が２０／８０〜９０／１０である、請求項３に記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項５】
前記コア部は、屈折率分布が漸進的に変化した領域を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバ。
【請求項６】
少なくとも２層のコア層と、前記コア層の最外側に隣接する、含フッ素非晶性ポリマーを含むクラッド層を、溶融樹脂の押出によって積層する工程を含む、屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記コア層の少なくとも１層は屈折率調整剤を含み、前記２層のコア層の積層時に隣接する他のコア層に屈折率調整剤を拡散させる、請求項６に記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項８】
前記含フッ素非晶性ポリマーは、ポリマーブレンド比が２０／８０〜９０／１０のＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンドポリマーである、請求項６または７に記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
最外層に含フッ素非晶性ポリマーを有する屈折率分布型プラスチック光ファイバ（ＧＩ型ＰＯＦ）およびその製造方法に関する。
【技術背景】
【０００２】
従来から、ＧＩ型ＰＯＦの連続押出製法に関して、屈折率調整剤（ドーパント）を拡散させる方法が提案されている。例えば、特許文献１には、径方向の屈折率分布が、透明な重合体の溶融液と、その屈折率が前記重合体と異なる透明で拡散可能な非重合性の材料とが同心的に共存して流動する流れを形成させ、前記拡散可能な非重合性の材料を前記流れの径方向に所定時間拡散させるＧＩ型ＰＯＦの製造方法が記載されている（特許文献１）。
また、特許文献２には、コア用ポリマー材料とクラッド用ポリマー材料の少なくとも一方のポリマー材料に、ポリマー材料の屈折率を変化させる屈折率を有するドーパントを含めて、ＧＩ型ＰＯＦを押出成形により製造することが記載されている（特許文献２）。
【０００３】
しかしながら、ガラス転移温度（Ｔｇ）や拡散の制限から屈折率分布のついた部分の比屈折率差（Δｎ）は十分に大きいとは言えず、高い開口数（ＮＡ）の光源との結合損が大きいこと、曲げ損が大きいことなどの問題が懸念されている。
その対策として、ＧＩ領域の外側にさらに低屈折率のポリマー層を設けることが提案されている。しかし、低屈折率パイプを使用したプリフォーム法による作製では、中の重合モノマーがパイプに入って膨潤してしまったり、パイプが溶け出して重合物が白濁してしまうという問題があった。また、パイプと重合物が化学的に結合せずに、重合収縮などによって剥がれてしまうなどの問題もあった。
また、ポリビニリデンフルオロエチレン（ＰＶＤＦ）など結晶性を有するクラッド層は実現されているが、結晶層を有していることから、結晶性に起因する球晶の発生によってコア／クラッド界面の不整が生じて伝送損失が上昇する、もしくは結晶の発生によって機械的特性の低下が起こる懸念がある。
【０００４】
ところで、最外のクラッドには、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系結晶性材料が広く用いられている。しかしながら、結晶性材料を用い場合、クラッドに光が反射する時にグースヘンシェンシフトが起こり、クラッドに光が漏れ出してしまう。すなわち、散乱物質がある結晶性の素材であると、損失の大きな原因となる。また、結晶性材料の場合、結晶子が存在することで、表面は荒れやすく、コア、クラッド界面の乱れとなって損失増加してしまう。
【０００５】
【特許文献１】特許第３４７１０１５号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決することを目的としたものであって、高ＮＡ有し、かつプリフォーム法での問題のない、低損失ＧＩ型ＰＯＦの連続的な製造方法および、例えば、前記製造方法により製造されうるＧＩ型ＰＯＦに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題のもと、発明者が鋭意検討した結果、下記手段によって上記課題を解決しうることを見出した。
（１）コア部と、該コア部の外層に隣接して設けられたクラッド部を有し、前記クラッド部は、少なくとも含フッ素非晶性ポリマーを含む、屈折率分布型プラスチック光ファイバ。
（２）前記含フッ素非晶性ポリマーが主鎖環状含フッ素ポリマーである、（１）に記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバ。
（３）前記含フッ素非晶性ポリマーがＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンドポリマーである、（１）に記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバ。
（４）前記ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦのポリマーブレンド比が２０／８０〜９０／１０である、（３）に記載のプラスチック光ファイバ。
（５）前記コア部は、屈折率分布が漸進的に変化した領域を有する、（１）〜（４）のいずれかに記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバ。
（６）少なくとも２層のコア層と、前記コア層の最外側に隣接する、含フッ素非晶性ポリマーを含むクラッド層を、溶融樹脂の押出によって積層する工程を含む、屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法。
（７）前記コア層の少なくとも１層は屈折率調整剤を含み、前記２層のコア層の積層時に隣接する他のコア層に屈折率調整剤を拡散させる、（６）に記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法。
（８）前記含フッ素非晶性ポリマーは、ポリマーブレンド比が２０／８０〜９０／１０のＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンドポリマーである、（６）または（７）に記載の屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、非晶性含フッ素材料によるクラッド層（グラッド部）を付与したＧＩ型ＰＯＦの製造が可能になった。これまで、非晶性含フッ素材料によるクラッド層を付与したＧＩ型ＰＯＦの製造は、重合体からの作成方法が検討されていたが、この方法では、溶解やポリマーブレンドによる界面不整のおそれやフッ素系材料であるため層の剥離が起こりやすいとされていた。本発明はこの点を回避しており、非晶性含フッ素材料によるクラッド層を付与したＧＩ型ＰＯＦの製造に成功したものである。
本発明のＧＩ型ＰＯＦは、低屈折率素材である含フッ素非晶性ポリマーをクラッド層に用いることができるため、高ＮＡを有し、曲げ損に強く、結合効率も高い。
さらに、本発明のＧＩ型ＰＯＦの製造方法は、ＧＩ型ＰＯＦを連続的に作製できる。特に、押出法による連続的な製造方法であるためＧＩ型ＰＯＦの大量生産に適している。
また、モノマーから合成する最外層の低屈折率材料の選択枝が多く、自由度が大きいという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また、本明細書中、ＧＩ型ＰＯＦは屈折率分布型プラスチック光ファイバを意味する。一方、ＰＯＦは、プラスチック光ファイバを意味し、必ずしもＧＩ型に限定されない。
【００１０】
（１）コア材料
コア材を構成する材料の例としては、非晶質ポリマーである、（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）、テフロンアモルファスフルオロポリマ（テフロンＡＦ）、ＡＶＡ樹脂、ノルボルネン系樹脂（例えば、ＺＥＯＮＥＸ（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（ＡＲＴＯＮ：登録商標）（ＪＳＲ製）等）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡなどを重合させたものを用いることができる。さらに、クラッド形成ポリマーとしては、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。そして、これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類または含フッ素ポリマーを成分として含むものがＧＩ型ＰＯＦを構成する上でより好ましい。上記の例について、以下により詳細に述べる。
【００１１】
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、トリシクロ［５・２・１・０2,6］デカニルメタクリレート、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が好ましい。
（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。
（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、ブロモスチレン等が挙げられ、（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等が挙げられ、（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、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、例えば、サイトップ（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号公報の段落番号００１８〜００３９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等が挙げられる。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、ＧＩ型ＰＯＦとし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、種類や組成比を適宜調整することが好ましい。
また、本発明のクラッド素材には、脆性の高いｅ）の素材などは好ましい組合せとして挙げることができる。
【００１２】
さらに、ＧＩ型ＰＯＦ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。
【００１３】
前記高分子は、その分子量分布の幅が狭い材料を用いるのが好ましい。高分子の分子量は、モノマーの重合時の重合条件を管理することによって、適当な重合開始剤を用いることによって、および／または適当な連鎖移動剤を用いることによって調整することができる。重合開始剤としては、重合させるモノマーに応じて適宜選択することができるが、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔ−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（ｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などが挙げられる。重合調整剤は、主に重合体の分子量の調整のために用いられ、モノマーに応じて適宜選択することができるが、１−ブタンチオール、ドデシルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタンなどが好ましい例として挙げられる。それぞれを２種類以上併用してもよい。
【００１４】
また、本発明のＧＩ型ＰＯＦの製造方法では、コア部は、少なくとも２層のコア層から形成される。ここで、これらのコア層（例えば、インナーコア層とアウターコア層）は、同じコア材料によって構成されていてもよいし、異なるコア材料によって構成されていてもよい。拡散性を良好にするためには、同じコア材料を用いる方が好ましい。
【００１５】
（２）クラッド材料
クラッド部はコア部の周囲に隣接するように低屈折率の重合体が配置され、光が漏れないようにコア部内を導波する光を全反射させる役割を担っている。そのため、クラッド部を構成する重合体の屈折率はコア部の屈折率の１％または０．００１以上低くなるよう選ばれることが好ましい。そのため、本発明のクラッド部に用いるクラッド材料は、コア部を形成する材料であれば、上記のコア部用の材料として挙げた各種化合物でも良いが、その他に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。
これらの中で非晶質であり、かつ、低い屈折率を有する含フッ素非晶性ポリマーを特に好ましく用いることができる。ここで、含むフッ素系非晶性ポリマーは、特に定めるものではないが、旭硝子社製のサイトップ（ポリパーフルオロブタニルビニルエーテル）、テフロンアモルファス フルオロポリマー（テフロンＡＦ）（テフロン：登録商標）、ＡＶＡ樹脂や、上記（ｂ）として挙げた、トリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭ）、テトラフルオロエチルメタクリレート（４ＦＭ）などのフッ素系アクリルポリマーのほか、ポリメタクリル酸メチル／ＰＶＤＦ（ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦ）などのブレンドポリマーが含まれる。
その他、押出成型可能で、透明性が高く、低屈折率を有する材料も含めても良い。本発明の含フッ素非晶性ポリマーにおけるフッ素含有率は、２０〜９０重量％が好ましい。
また、結晶性ポリマーでも非晶性ポリマーとのポリマーブレンドによって結晶性が消失するものが知られている（堀邊、馬場  日本化学会誌  Ｐ１１５〜１２０  ２０００）。そこで、このようなポリマーブレンドも、結晶性が消失するので本発明の非晶質ポリマーとして用いることができる。
尚、本発明でいう非晶性ポリマーとは、例えば、マトリクス中に結晶子を有しないポリマーをいう。
【００１６】
（３）屈折率調整剤
屈折率調整剤はドーパントとも称し、併用するポリマーの屈折率と異なる化合物である。その屈折率差は、０．００５以上であるのが好ましい。ドーパントは、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して、屈折率が高くなる性質を有する。これらは、特許第３３３２９２２号公報や特開平５−１７３０２６号公報に記載されているような、モノマーの合成によって生成される重合体との比較において溶解性パラメータとの差が７（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2以内であるとともに、屈折率の差が０．００１以上であり、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して屈折率が変化する性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件（加熱および加圧等の重合条件）下において安定であるものを、いずれも用いることができる。
【００１７】
前記ドーパントとしては、特許３３３２９２２号や特開平１１−１４２６５７号の各公報に記載されている様な、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）、ビフェニル（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）、ジフェニルスルフィド、ビス（トリメチルフェニル）スルフィド、硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体、１，２−ジブロモテトラフルオロベンゼン、１，３−ジブロモテトラフルオロベンゼン、１，４−ジブロモテトラフルオロベンゼン、２−ブロモテトラフルオロベンゾトリフルオライド、クロロペンタフルオロベンゼン、ブロモペンタフルオロベンゼン、ヨードペンタフルオロベンゼン、デカフルオロベンゾフェノン、パーフルオロアセトフェノン、パーフルオロビフェニル、クロロヘプタフルオロナフタレン、ブロモヘプタフルオロナフタレンなどが挙げられる。硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体については、下記に具体的に示す化合物の中から適宜選ばれる。中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯおよび硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体が好ましい。なお、これらの化合物中に存在する水素原子を重水素原子に置換した化合物も広い波長域での透明性を向上させる目的で用いることができる。
【００１８】
【化１】
2006195280.tif 000002
【００１９】
（４）その他の被覆層
ＧＩ型ＰＯＦ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。
【００２０】
ＧＩ型ＰＯＦは第１の被覆工程を経て光ファイバ心線となり、１本の心線または複数本の心線を束ねた形態で第２の被覆工程により被覆をされて光ケーブルとなる。ただし、光ケーブルの中でもシングルＰＯＦ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、また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。
【００２１】
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等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。なお、ルース型の被覆とするには、クロスヘッドダイの押出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。
【００２２】
第１の被覆工程および第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。
【００２３】
なお、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、金属水酸化物による難燃性付与は、ＧＩ型ＰＯＦ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。
【００２４】
また、光ケーブルに複数の他の機能を付与させるために、適宜、機能性層としての被覆層を適当な位置に積層させてもよい。例えば、前述の難燃化層以外に、ＧＩ型ＰＯＦの吸湿を抑制するためのバリア層や、ＧＩ型ＰＯＦに含有された水分を除去するための吸湿材料層等が挙げられる。このような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。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、外部からの応力を緩衝するための緩衝材としての発泡材料層、剛性を向上させるための強化層などがある。樹脂以外にも光ケーブルを構成する構造材として、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等の線材を熱可塑性樹脂に含有すると得られるケーブルの力学的強度を補強することができることから好ましい。
【００２５】
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。また、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。いずれのものも前述したものに限定されるものではない。その他に保護のための金属管の外装、架空用の支持線や、配線時の作業性を向上させるための機構を、ケーブルの外周に組み込むことができる。
【００２６】
また、光ケーブルの形状は使用形態によって、光ファイバ心線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用途に応じてその形態が選ばれる。
【００２７】
本発明のＧＩ型ＰＯＦから得られた光ケーブルは、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、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。
【００２８】
本発明のＧＩ型ＰＯＦから得られた光ケーブルは、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。
【００２９】
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号公報等に記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号公報等に記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号公報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。
【００３０】
（５）押出成形
本発明のＧＩ型ＰＯＦは、特許３３３２９２２号公報、特開平８−５４５２０号公報、特開平９−２６９４２４号公報および特開平１１−１１４７１５号公報に記載されている様な製造方法で得ることもでき、また、以下の様な押出形成によっても製造することができる。押出しによる製法の場合は、散乱の原因となる残留モノマー等の化合物を除去した状態の原料で製造することができる。
図１は、本発明で採用することができる３層押出紡糸装置の一例であって、押出紡糸装置のＧＩ型ＰＯＦの長さ方向の断面図を示している。ここで、１はクラッド層を構成するクラッド材料を、２はアウターコア層を構成するアウターコア材料を、３はドーパントが含まれたインナーコア層を構成するインナーコア材料を、それぞれ示している。これらの材料は、別々の注入口からそれぞれ注入されている。そして、最初にインナーコア層とアウターコア層が結合してコア部が形成され、これにグラッド層が結合されながら押出愚口から押出される。ここで、図中の４はインナーコア層とアウターコア層が結合する部位を、５は押出口を示している。
尚、図２は、押出され延伸されたＧＩ型ＰＯＦ断面を示している。ここで、６はクラッド部を、７がコア部を示している。コア部には、中心部からドーパントが拡散して形成されたＧＩ領域８が含まれている。
ここで、本実施形態では、３層で押出す構成となっているが、コア層およびグラッド層の層数に応じて適宜定めることができる。押出すファイバの外径は、好ましくはである。そして、押出後または押出しながら延伸され、例えば外径１〜１０００μｍのＰＯＦとすることができる。
本実施形態では、クラッド部は１層のクラッド層から形成されているが、２層以上から構成されていてもよいし、コア部も３層以上から構成されていてもよい。好ましくは、クラッド層は、１層であり、コア層は、２〜２０層である。
また、ドーパントは、１層にのみ含めても良いし、含有量を変化させた複数層を設けてもよい。
押出温度は、樹脂の流動性を確保でき、同時に樹脂の変質を起こさない程度に設定される。上記に挙げた素材の場合１５０〜３００℃の範囲から、各素材の特徴によって好ましく選択することができる。押出されたＰＯＦは、例えば、ゴデットロール等で引き取り、巻き取り機によって巻き取られる。ここで、引き取り段階および／また巻き取り段階で、延伸されることが好ましい。
ドーパントはインナーコア層からアウターコア層に拡散されるが、拡散は、主に加熱によって行われる。加熱の場合、１００〜２５０℃で加熱することが好ましい。拡散は、押出時、引き取り段階または延伸段階のいずれの工程で行ってもよく、樹脂温度が高く拡散が起こり易い押出し時に行われることが好ましい。
【実施例】
【００３１】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【００３２】
（実施例１）
１６ｍｍ径スクリュー押出機（Ｒａｎｄｃａｓｔｌｅ製）３台を用いた３層共押出紡糸装置を用い、コア層をＰＭＭＡ＋ＤＰＳ（２０％）、アウターコア層をＰＭＭＡのみとし、押出温度１９０℃で押出し、さらにその外側にＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ（７／３）で外径１ｍｍのファイバを押出す。ダイスは１ｍｍ内径のものを使用する。
押出されたファイバを冷却水槽内で冷却し、低速ゴデットロールで５ｍ／ｍｉｎの速度で引き取り、１５０℃のオーブンで加熱しながら、高速ゴデットロールで９ｍ／ｍｉｎの速度で引き取り、約７５０μｍ径のファイバをとし、これを巻き取り機によって巻き取る。巻き取ったファイバを１９０℃の恒温槽で５分間加熱した後室温で自然冷却し、最外層に低屈折率層を有するＧＩ型ＰＯＦを得る。
各層の外径は、屈折率分布を有するコア層：５００μｍ、アウターコア層：７１０μｍ、クラッド層：７５０μｍとなる。
本実施例１の条件で作成したファイバの伝送損失は６５０ｎｍで＜１８０ｄＢ／ｋｍとなる。帯域はタイムドメイン法にて測定を行い、１００ｍで＞１ＧＨｚとなる。また、ＮＡはファーフィールドパターン（ＦＦＰ）による測定により、ＮＡ＞０．４となる。
【００３３】
（実施例２）
実施例１に記載のものと同じ装置を用いて、最外層押出ポリマーとしてサイトップを使用し、実施例１と同様に７５０μｍのＧＩ型ＰＯＦを得る。本構成のＧＩ型ＰＯＦの伝送損失は６５０ｎｍで１６０〜１８０ｄＢ／ｋｍ、帯域は１００ｍで＞１ＧＨｚ、ＮＡ＞０．５となる。
【００３４】
（実施例３）
実施例１に記載のものと同じ装置を用いて、最外層押出ポリマーとしてＤｙｎｅｏｎ（住友３Ｍ社製）を使用し、実施例１と同様に７５０μｍのＧＩ型ＰＯＦを得る。本構成のＧＩ型ＰＯＦの伝送損失は６５０ｎｍで１８０〜２００ｄＢ／ｋｍ、帯域は１００ｍで＞１ＧＨｚ、ＮＡ＞０．５となる。
【００３５】
（実施例４）
実施例１に記載のものと同じ装置を用いて、最外層押出ポリマーとしてＡＶＡを使用し、実施例１と同様に７５０μｍのＧＩ型ＰＯＦを得る。本構成のＧＩ型ＰＯＦの伝送損失は６５０ｎｍで１５０〜１７０ｄＢ／ｋｍ、帯域は１００ｍで＞１ＧＨｚ、ＮＡ＞０．５となる。
【００３６】
（実施例５）
実施例１に記載のものと同じ装置を用いて、最外層押出ポリマーとして３ＦＭを使用し、実施例１と同様に７５０μｍのＧＩ型ＰＯＦを得る。本構成のＧＩ型ＰＯＦの伝送損失は６５０ｎｍで１６０〜１８０ｄＢ／ｋｍ、帯域は１００ｍで＞１ＧＨｚ、ＮＡ＞０．４となる。
【００３７】
（実施例６）
１６ｍｍ径ガス圧押出機３台を用いた３層共押出紡糸装置を用い、コア層をＰＭＭＡ／ＩＢＸＭＡ（８：２）＋ＤＰＳ（２０％）、アウターコア層をＰＭＭＡ／ＩＢＸＭＡ（８：２）とし、押出温度１９０℃で押出し、さらにその外側にＰＶＤＦ／ＰＭＭＡ（７／３）で、外径１ｍｍのファイバを押出す。ダイスは１ｍｍ内径のものを使用する。
本実施例６の条件で作成したファイバの伝送損失は６５０ｎｍで１６０〜１８０ｄＢ／ｋｍとなる。帯域はタイムドメイン法にて測定を行い１００ｍで＞１ＧＨｚとなる。また、ＮＡ＞０．４となる。
【００３８】
（比較例１）
１６ｍｍ径スクリュー押出機（Ｒａｎｄｃａｓｔｌｅ製）２台を用いた２層共押出紡糸装置を用い、コア層をＰＭＭＡ＋ＤＰＳ（２０％）、アウターコア層をＰＭＭＡのみとし、押出温度１９０℃で押出し、外径１ｍｍのファイバを押出す。ダイスは１ｍｍ内径のものを使用する。
本実施例１の条件で作成したファイバの伝送損失は６５０ｎｍで１６０〜１８０ｄＢ／ｋｍとなる。帯域はタイムドメイン法にて測定を行い、１００ｍで＞１ＧＨｚとなる。また、ＮＡ＜０．２となる。
【００３９】
（比較例２）
１６ｍｍ径スクリュー押出機（Ｒａｎｄｃａｓｔｌｅ製）３台を用いた３層共押出紡糸装置を用い、コア層をＰＭＭＡ＋ＤＰＳ（２０％）、アウターコア層をＰＭＭＡのみとし、押出温度１９０℃で押出し、さらにその外側にＰＶＤＦで外径１ｍｍのファイバを押出す。ダイスは１ｍｍ内径のものを使用する。
本実施例１の条件で作成したファイバの伝送損失は６５０ｎｍで１９０〜２２０ｄＢ／ｋｍとなる。帯域はタイムドメイン法にて測定を行い、１００ｍで＞１ＧＨｚとなる。また、ＮＡ＞０．４となる。
本発明では、高ＮＡを付与するため、屈折率分布が漸進的に変化した領域（ＧＩ領域）の外側に含フッ素非晶性ポリマーからなる層を設けた。この結果、含フッ素系ポリマーは一般的に屈折率が低いため屈折率の設計が行い易く、これを利用してＮＡを調整（大きく）することができ、曲げ損失の改善等を図ることができる。さらに非晶質であるため透明性が向上し、損失が小さくなる、また、出射ＮＡも向上し、理論ＮＡに近づけることができる。さらに非晶質ポリマーである事から結晶性ポリマーと比べて柔軟さ・強靭さを増す事ができるためＧＩ型ＰＯＦの機械的性能の改善が行う事ができる。
さらに、本発明のＧＩ型ＰＯＦの製造方法は、溶融樹脂の押出であるため、溶解や混合の恐れは低く、連続押出であるため界面は真空状態となり密着するため空気層の巻き込みの恐れはない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のＧＩ型ＰＯＦの製造方法の一例の断面概略図を示す。
【図２】本発明のＧＩ型ＰＯＦの製造方法により得られるＧＩ型ＰＯＦの一例の断面の概略図を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１    クラッド層
２    アウターコア層
３    インナーコア層
４    アウターコア層とインナーコア層の結合する部位
５    押出口
６    クラッド部
７    コア部
８    ＧＩ領域
【図１】
2006195280.tif 000003
【図２】
2006195280.tif 000004