(57)【要約】【課題】  光学特性に優れ、且つ機械的強度に優れるプラスチック光学部材を連続して製造する。【解決手段】  インナーコア部形成用材料３５とアウターコア部形成用材料３６とクラッド部形成用材料３７とを連続押出装置の３層共押出ダイスに供給する。インナーコア部形成用材料３５の粘度とアウターコア部形成用材料３６の粘度との比を２０とする。アウターコア部形成用材料３６の粘度とクラッド部形成用材料３７の粘度との比を１０とする。隣接する材料３５〜３７の粘度比を５０以下とすることで各材料間の界面の不安定化が抑制され、光学特性に優れ且つ機械的強度にも優れるプラスチック光学部材を得る。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の溶融材料を積層させて押し出されて形成されるプラスチック光学部材の製造方法において、
前記溶融押出を行う際に、隣り合う前記溶融材料の粘度比を５０以下とすることを特徴とするプラスチック光学部材の製造方法。
【請求項２】
隣接する層が、同心円状に配置されてなることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光学部材の製造方法。
【請求項３】
前記各溶融材料の温度を調整す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学部材の製造方法。
【請求項４】
前記各溶融材料の少なくとも１つが、（メタ）アクリル酸エステルよりなる重合体を主成分とすることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載のプラスチック光学部材の製造方法。
【請求項５】
前記各溶融材料の少なくとも１つが、ポリメチルメタクリレートを主成分とすることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載のプラスチック光学部材の製造方法。
【請求項６】
前記ポリメチルメタクリレートの重合度が１００以上５０００以下であることを特徴とする請求項５記載のプラスチック光学部材の製造方法。
【請求項７】
前記溶融材料を３種類以上押し出す場合であって、
前記各々の溶融材料の屈折率が異なることで、屈折率分布型の光導波路を形成することを特徴とする請求項１ないし６いずれか１つ記載のプラスチック光学部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光学部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信産業の発達に伴い、プラスチック光伝送体の需要が高まると共に伝送損失が小さく、低価格であるものが要求されている。プラスチック光伝送体は、同一構造を有する石英系光伝送体と比較して、製造及び加工が容易であること並びに低価格であることなどの利点がある。プラスチック光伝送体のなかでプラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦとも称する）は、素材が全てプラスチックで構成されているため、伝送損失が石英系光ファイバと比較してやや大きいという短所を有する。しかしながら、良好な可撓性を有し軽量で加工性が良く、石英系光ファイバと比較して口径の大きい光ファイバの製造が容易であるという長所を有する。さらに低コストで製造が可能であるという長所をも有する。従って、伝送損失の大きさが問題とならない程度の短距離用の光ファイバとして種々検討されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
プラスチック光ファイバは、プラスチックからなる芯（以下、コア又はコア部と称する）とコア部より低屈折率のプラスチックからなる外殻（以下、クラッド又はクラッド部と称する）とから構成されている。プラスチック光ファイバの製造方法の１つに、溶融押出法によりパイプ状のクラッド部（以下、クラッドパイプと称する）を形成し、そのクラッドパイプ中にコア部を形成する方法が知られている。特に、中心から外側に向かって屈折率の大きさに分布を有するコア部を備えた屈折率分布型（グレーデッドインデックス型。以下、ＧＩ型と称する）プラスチック光ファイバは、伝送する光信号の帯域を大きくすることが可能なため、高い伝送容量を有する光伝送体として最近注目されている。このようなＧＩ型プラスチック光ファイバの製造方法の１つには、界面ゲル重合法を利用して、プリフォーム（母材）を作製する。その後に前記プリフォームを加熱炉に送り込み、加熱溶融延伸させて製造する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、ＰＯＦの他の製造方法として溶融連続押出法が挙げられる（例えば、特許文献３ないし６参照。）。この方法は、合成繊維の複合紡糸法を適用でき、また多芯化により生産性を高めることが可能である。さらにクリーンな繊維を連続的に効率良く生産できるという利点を有する。すなわち、コアとクラッドとを同時に押し出し延伸を行うことで連続してＰＯＦを得ることができる。さらには、コアとクラッドと最外層（通常は保護層として機能する）とを同時に押し出し延伸を行うことでプラスチック光ファイバコード（プラスチック光ファイバ心線とも称される。以下、光ファイバコードと称する。）を連続して得ることもできる。
【特許文献１】特開昭６１−１３０９０４号公報
【特許文献２】特許第３３３２９２２号公報
【特許文献３】特開２０００−３５６７１６号公報
【特許文献４】特開２００３−５３１３９４号公報
【特許文献５】特許第３４７１０１５号公報
【特許文献６】特開平８−３３４６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献３に記載されているＰＯＦの連続押出製法は、ドーパントを含んだ層を含む層を同心円状に積層された溶融樹脂層を、拡散領域で通過させるＧＩ型ＰＯＦの連続製法である。本方法では、拡散領域で粘度差の大きい樹脂層が長時間共押出流動する場合、各層界面での流動不安定化による乱れが生じる場合がある。この乱れが生じると、コア部での屈折率分布の乱れが生じ伝送損失の悪化を招くおそれがある。
【０００６】
前記特許文献４記載の方法は、重層ダイで各層を押し出した後に、最外層を形成しているポリマーのガラス転移温度Ｔｇ以下の温度で加熱し、内層の拡散性添加剤を熱拡散させてＧＩ構造を作る。本方法も特許文献３記載の方法と同様に粘度差の大きい樹脂層が長時間共押出流動する場合、各層界面での流動不安定化による乱れが生じる場合がある。この乱れにより屈折率分布の乱れが生じ伝送損失の悪化を招くおそれがある。また、前記特許文献５には、ドーパントを拡散可能な重合体に同心円状として流して、所定時間内に拡散させる方法が記載されている。しかしながら、本方法では各層の多層流動条件については特に言及していない。
【０００７】
前記特許文献６には、光伝送体を形成する非重合性化合物を含有した２種以上の重合体をダイ内で同心円状に流動させ、ＰＯＦを製造するに際し、周辺部より中心部の方が高粘度の樹脂を用いる製造方法が記載されている。また、共押出の際の樹脂の回り込み現象に関しては言及されているが、各層の粘度差（界面応力差）に起因する界面の不安定性については言及されていない。この界面の不安定性は、前述されているように屈折率分布の乱れとなり伝送損失の悪化を招くおそれがある。
【０００８】
ＰＯＦを連続押出製造する場合、共押出ダイスや拡散ゾーン（パイプなど）内で樹脂が多層流を形成するが、光の散乱の少ないＰＯＦを製造するためには、その界面が平滑であることが必要である。しかし、隣り合って流動する樹脂層の粘度差が大きい場合、界面での剪断応力が大きくなり、界面の不安定現象が発生することが知られている(Chang Dae  Han著  Multiphase Flow in Polymer Processing 第８章  P419〜448参照)。界面が不安定な状態となることにより、屈折率調整剤の熱拡散が同心円状に均一に行われない場合が生じる。これにより、得られるＰＯＦのコア部の屈折率分布形状が歪んだものが得られる場合がある。また、界面でのポリマーの配向状態が変化することで界面不整（マイクロベンディング）が生じるおそれもある。これら欠陥が発生することで得られるＰＯＦの機械的特性の変化（例えば、機械的強度の低下など）、光学的な変化（例えば、伝送損失の悪化）により生産性の悪化を招き、材料の損失の増加を引き起こす問題を生じている。
【０００９】
本発明は、多層押し出しにおける界面の不安定化を抑制し、機械的強度の維持、伝送損失の悪化の抑制を図ることが可能なプラスチック光学部材の製造方法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】
【００１０】
本発明者は鋭意検討した結果、ＰＯＦ連続製造方法において、隣接する溶融材料（溶融ポリマー）の粘度比を規定することにより界面の不安定現象を抑制し、界面での光散乱損失が少なく低伝送損失であり且つ機械的強度に優れるプラスチック光ファイバを連続して製造できることを見出した。この場合において、隣接する溶融材料間の粘度を調節する方法としては隣接する溶融材料の構成によっても異なることを見出した。
【００１１】
（１）溶融材料を構成するポリマーマトリクスが（ほぼ）等しい場合
ＰＯＦに屈折率分布を形成する場合には、屈折率調整剤（例えば、ＤＰＳ（硫化ジフェニル））の濃度差による粘度変化を利用することが好ましい。これは屈折率調整剤となる低分子化合物が添加されることにより、ポリマーマトリクスの均一性が崩れこの低分子化合物が可塑剤としての効果をもたらすことによるものである。その一例を図４に示す。図４に示されているようにＰＭＭＡをポリマーマトリクスとする際に、低分子化合物であるＤＰＳの含有量を１０重量％から２０重量％に増加させることにより粘度が低下することが分かる。
【００１２】
隣接する溶融材料間の粘度の相違による剪断応力を軽減し、かつ所望の屈折率分布を求めるためには添加する屈折率調整剤による粘度変化がどの程度影響するかを求めておく必要がある。屈折率調整剤によって粘度が大きく変化してしまうポリマーマトリクスを用いる場合は共押出の層数を増やして各層における屈折率調整剤の含有量を調整して隣接する溶融材料の粘度を調整することが好ましいことを見出した。なお、粘度差を検討する場合は屈折率調整剤の熱拡散が進行する過程で、濃度変化による溶融材料間の粘度差も減少する傾向となるため隣接する溶融材料の接触時の粘度差を考慮することが好ましい。
【００１３】
（２）溶融材料を構成するポリマーマトリクスが異なる場合
溶融材料間でポリマーマトリクス自体の物性が異なる場合も多く、さらに、上述のような屈折率調整剤による組成の変化の影響にも差が生じる。そこで、ポリマーマトリクスと屈折率調整剤との組み合わせによる粘度の変化を予め把握しておく必要があることを見出した。また、同一のポリマーマトリクスの場合と異なり屈折率調整剤の熱拡散の程度がマトリクスの構成によって変化するため、ポリマーマトリクスの光学的、機械的な物性値の調整ができれば屈折率プロファイルの調整の観点では有効な制御方法の１つであることを見出した。
【００１４】
（３）その他
溶融材料間で粘度が異なる場合、押出温度を調整して、粘度差を小さくすることができる。但し、合流した後の滞留時間が長い場合は、溶融材料間の温度差が緩和し粘度差が大きくなり、界面の不安定現象、もしくは回り込み現象による層の逆転（入れ替わりなど）が生ずることを見出した。この場合には、滞留時間を短くするため、形成されるＰＯＦの引取速度を速めることが有効であることを見出した。
【００１５】
本発明者は、隣り合う溶融材料の粘度比（ＶＲ；Viscosity Ratio）を５０以下となるように調整して押し出ことにより、隣接する溶融材料の界面での剪断応力差がある小さくなり、界面での不安定流動の発生を抑制することができることを見出した。これにより、各層厚みが均一で、界面の平滑性も高く、界面での光の散乱が抑えられ、光学特性の良好なプラスチック光ファイバを得ることができる。
【００１６】
本発明のプラスチック光学部材の製造方法は、複数の溶融材料を積層させて押し出されて形成されるプラスチック光学部材の製造方法において、前記溶融押出を行う際に、隣り合う前記溶融材料の粘度比を５０以下とする。より好ましくは３０以下とし、最も好ましくは２０以下とすることである。隣接する層が、同心円状に配置されてなることが好ましい。
【００１７】
前記各溶融材料の温度を調整することが好ましい。前記各溶融材料の少なくとも１つが、（メタ）アクリル酸エステルよりなる重合体を主成分とすることが好ましい。前記各溶融材料の少なくとも１つが、ポリメチルメタクリレートを主成分とすることが好ましい。前記ポリメチルメタクリレートの重合度が１００以上５０００以下であることが好ましい。前記溶融材料を３種類以上押し出す場合であって、前記各々の溶融材料の屈折率が異なることで、屈折率分布型の光導波路を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のプラスチック光学部材の製造方法によれば、複数の溶融材料を積層させて押し出されて形成されるプラスチック光学部材の製造方法において、前記溶融押出を行う際に、隣り合う前記溶融材料の粘度比を５０以下とするから、共押出し流動中の各溶融材料界面が安定になるため、界面が平滑であり、界面不整による伝送損失上昇が少ないプラスチック光学部材、特にプラスチック光ファイバを得ることができる。また、共押出し流動が安定することにより、押し出したプラスチック光学部材の外径変動も抑制できる。さらに、外径変動が抑制されるため、プラスチック光学部材切れなどの製造中のトラブルが減少し、連続製造方法に適する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明について詳細に説明する。実施の形態については、本発明の好適な適用例を記載しているものであり、本発明を何ら制限するものではない。
【００２０】
（コア部）
コア部の原料の重合性モノマーとしては、塊状重合が容易である原料を選択するのが好ましい。光透過性が高く塊状重合しやすい原料としては例えば、以下のような（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）等を例示することができ、コア部はこれらのホモポリマー、あるいはこれらモノマーの２種以上からなる共重合体、およびホモポリマー及び／または共重合体の混合物から形成することができる。これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類を重合性モノマーとして含む組成を好ましく用いることができる。
【００２１】
以上に挙げた重合性モノマーとして具体的に、（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（ＭＭＡ）、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（ＢｚＭＡ）、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、ノルボルニルメタクリレート等が挙げられ、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等が挙げられる。また、（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等が挙げられる。さらに、（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、（ｅ）主鎖環状含フッ素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、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。勿論、これらに限定されるものではない。モノマーの単独あるいは共重合体からなるコア部のポリマーの屈折率は、クラッド部のそれに比べて同等かあるいはそれ以上になるように構成モノマーの種類，組成比を選択する。特に好ましいポリマーとしては、透明樹脂であるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）が挙げられる。
【００２２】
さらに、作製する光学部材の一種であるプラスチック光ファイバを近赤外線用途に用いる場合は、コア部の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、特許第３３３２９２２号公報などに記載されているような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）などを始めとする、Ｃ−Ｈ結合の水素原子（Ｈ）を重水素原子（Ｄ）やフッ素（Ｆ）などで置換した重合体を用いることで、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。なお、原料モノマー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低減することが望ましい。
【００２３】
（クラッド部）
クラッド部の素材には、コア部を伝送する光がそれらの界面で全反射するために、コア部の屈折率より低い屈折率を有し、コア部との密着性が良いものを好ましく用いることができる。ただし、素材の選択によってコア部とクラッド部の界面の不整が起こりやすい、もしくは製造適性上好ましくない場合などにおいては、コア部とクラッド部の間にさらに層を設けても良い。例えば、コア部との界面（即ち、中空管の内壁面）に、コア部のマトリックスと同一組成のポリマーからなるアウターコア層を形成することにより、コア部とクラッド部との界面状態を矯正することができる。アウターコア層の詳細については後述する。勿論、アウターコア層を形成せずに、クラッド部そのものを、コア部のマトリックスと同一組成のポリマーから形成することもできる。
【００２４】
クラッド部の素材としては、タフネスに優れ、耐湿熱性にも優れているものが好ましく用いられる。例えば、フッ素含有モノマーの単独重合体または共重合体からなるのが好ましい。フッ素含有モノマーとしてはフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好ましく、フッ化ビニリデンを１０質量％以上含有する１種以上の重合性モノマーを重合させて得られるフッ素樹脂が好ましく用いることができる。
【００２５】
また、後述の溶融押出法により重合体を成形し、クラッド部を作製する場合は、重合体の溶融粘度が適当であることが必要である。この溶融粘度については、相関する物性として分子量が用いられ特に重量平均分子量との相関がある。本発明においては、重量平均分子量が１万〜１００万の範囲であることが適当であり、より好ましくは５万〜５０万の範囲である。
【００２６】
さらに、できるだけコア部へ水分が浸入することを防ぐことが好ましい。そのためには、吸水率が低いポリマーをクラッド部の素材（材料）として用いる。すなわち飽和吸水率（以下、吸水率と称する）が１．８％未満のポリマーを用いてクラッド部を作製するのが好ましい。より好ましくは１．５％未満のポリマー、さらに好ましくは１．０％未満のポリマーを用いてクラッド部を作製することが好ましい。また、前記アウターコア層を作製する場合にも同様の吸水率のポリマーを用いることが好ましい。吸水率（％）は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ５７０試験法に従い、２３℃の水中に試験片を１週間浸漬し、そのときの吸水率を測定することにより算出することができる。
【００２７】
（重合開始剤）
前記コア部及び／又はクラッド部が、重合性モノマーから重合されたポリマーから作製される場合、重合の際に重合開始剤が用いられる。重合開始剤としては、用いるモノマーや重合方法に応じて適宜選択することができ、例えば、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、重合開始剤は勿論これらに限定されるものではなく、更には２種類以上を併用してもよい。
【００２８】
（連鎖移動剤）
コア部形成用重合性組成物及びクラッド部形成用重合性組成物は、連鎖移動剤を含有していることが好ましい。前記連鎖移動剤は、主に重合体の分子量を調整するために用いられる。前記クラッド部およびコア部形成用重合性組成物がそれぞれ連鎖移動剤を含有していると、重合性モノマーからポリマーを形成する際に、重合速度および重合度を前記連鎖移動剤によってより制御することができ、重合体の分子量を所望の分子量に調整することができる。例えば、得られたプリフォームを延伸により線引してＰＯＦとする際に、分子量を調整することによって延伸時における機械的特性を所望の範囲とすることができ、生産性の向上にも寄与する。
【００２９】
前記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、前記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。
【００３０】
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（例えば、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（Ｄ）やフッ素原子（Ｆ）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。
【００３１】
（屈折率調整剤）
前記コア部用重合性組成物に屈折率調整剤を含有させるのが好ましい。なお、場合によっては、クラッド部重合性組成物に屈折率調整剤を含有させても良い。屈折率調整剤の濃度に分布を持たせることによって、前記濃度の分布に基づいて屈折率分布型のコアを容易に作製することができる。屈折率調整剤を用いなくとも、コア部の形成に２種以上の重合性モノマーを用い、コア部内に共重合比の分布を持たせることによって、屈折率分布構造を導入することもできるが、共重合の組成比制御などと比較して、製造の簡便さなどを鑑みると屈折率調整剤を用いることが好ましい。
【００３２】
屈折率調整剤はドーパントとも称し、併用する前記重合性モノ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以内であると共に、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。
【００３３】
上記性質を有し、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、ドーパントとして用いることができる。本実施形態では、コア部形成用重合性組成物にドーパントを含有させ、コア部を形成する工程において層内の含有量と熱拡散によって濃度分布を制御し、ドーパントの濃度に傾斜を持たせ、コア部にドーパントの濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成する方法を例示する。このように、屈折率の分布を有するコア部を「屈折率分布型コア部」と称する。屈折率分布型コア部を形成することにより、得られる光学部材は広い伝送帯域を有する屈折率分布型プラスチック光ファイバ（ＧＩ型ＰＯＦ）となる。
【００３４】
前記ドーパントとしては、特許第３３３２９２２号や特開平１１−１４２６５７号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）、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）、硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体などが挙げられる。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。
【００３５】
屈折率調整剤の濃度および分布を調整することによって、光学部材であるＰＯＦの屈折率を所望の値に変化させることができる。その添加量は、用途および組み合わされる部材に応じて適宜選ばれる。屈折率調整剤は、複数種類添加してもよい。
【００３６】
（その他の添加剤）
その他、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部には、光伝送性能を低下させない範囲で、それらを作製する重合性組成物にその他の添加剤を添加することができる。例えば、コア部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。前記誘導放出機能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光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、前記原料モノマーに添加した後、重合することによって、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部に含有させることができる。
【００３７】
［保護層形成用材料］
本発明で製造されるＰＯＦに保護層を形成して、光ファイバコードとすることで機械的強度が上昇してハンドリングが容易となる。用いられる保護層形成用材料には、ＰＯＦに熱的ダメージ（例えば、変形，変性，熱分解など）を与えないものを選択する。そこで、ＰＯＦを形成するポリマーのガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下で、かつ（Ｔｇ−５０）℃以上で硬化可能なポリマーを用いることが好ましい。また、生産コストの低減のために、成形時間（材料が硬化する時間）が１秒以上１０分以下、好ましくは１秒以上５分以下であるものを用いることがより好ましい。なお、ＰＯＦが複数のポリマーから形成される場合には、それら各ポリマーのガラス転移温度のなかで、最も低い温度のガラス転移温度をＴｇ（℃）とみなす。なお、ＰＶＤＦなどようにガラス転移温度Ｔｇ（℃）が常温以下（例えば、ＰＶＤＦでは約−４０℃）の場合や、ガラス転移温度を有さないポリマーの場合には、他の相転移温度、例えば融点を基準温度とする。
【００３８】
保護層形成用材料としては、ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ）などに代表される一般的なオレフィン系ポリマーや塩化ビニル，ナイロンなどの汎用性の高いポリマーのほかに、具体的に以下の材料を挙げることができる。これらは高い弾性を有しているため、曲げなどの機械的特性付与の観点でも効果がある。まず、ポリマーの一形態であるゴムを挙げることもできる。具体的には、イソプレン系ゴム（例えば、天然ゴム，イソプレンゴムなど），ブタジエン系ゴム（例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム，ブタジエンゴムなど），ジエン系特殊ゴム（例えば、ニトリルゴム，クロロプレンゴムなど），オレフィン系ゴム（例えば、エチレン−プロピレンゴム，アクリルゴム，ブチルゴム，ハロゲン化ブチルゴムなど），エーテル系ゴム，ポリスルフィド系ゴム，ウレタン系ゴムなどが挙げられる。
【００３９】
保護層形成用材料としては、室温で流動性を示して加熱することにより、その流動性が消失して硬化する液状ゴムを用いることができる。具体的には、ポリジエン系（例えば、基本構造がポリイソプレン，ポリブタジエン，ブタジエン−アクリロニトリル共重合体，ポリクロロプレンなど），ポリオレフィン系（例えば、基本構造がポリオレフィン，ポリイソブチレンなど），ポリエーテル系（例えば、基本構造がポリ（オキシプロピレン）など），ポリスルフィド系（例えば、基本構造がポリ（オキシアルキレンジスフィド）など），ポリシロキサン系（例えば、基本構造がポリ（ジメチルシロキサン）など）などを挙げることができる。
【００４０】
本発明において用いられる樹脂（マスターバッチのベースレジン含む）としては、エチレン，プロピレンあるいはα−オレフィンの重合体などの熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの重合体としては、例えばエチレンの単独重合体、エチレン−α−オレフィンの共重合体、エチレン−プロピレン共重合体である。
【００４１】
これらの熱可塑性樹脂に金属水和物あるいはリン，窒素を含有し、着色剤である難燃性物質を配合したマスターバッチ（master batch）が併せて用いられる。マスターバッチとは、機能性添加剤を高濃度として樹脂に混合し混練したものである。添加剤はバルク樹脂と混練させるため、熱に対して安定な無機化合物を選択することが多く、その機能性としては、帯電防止のための導電性物質、難燃性物質、着色用の染料や顔料などが挙げられ、特に添加剤として着色剤を用いる場合に用いられる事が多い。またマスターバッチを作成する際に高濃度で分散させるため、さらに分散剤や滑剤を添加したり、添加剤を改質して製造されることもある。
【００４２】
本発明において用いられる添加剤としての無機微粒子は粒度の細かなものが好ましい。特にプラスチック光ファイバと接する最内層や最外層は粗い粒子が混入していると、光ファイバを傷つけたり、作業性が悪化したりするので好ましくない。
【００４３】
添加剤として具体的には限定されるものではないが、例えば導電性物質としては錫や亜鉛合金粉や銀等の貴金属微粒子、難燃性物質としては水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物などが挙げられ、着色の顔料としては、カーボンブラック，酸化チタン， 酸化ジルコニウムなどが好ましく用いられる。カーボンブラックは、低コストであり、光ファイバ用被覆材として用いる場合に、着色以外に制電性も有しているので静電気を帯びにくくなる、近赤外域に吸収を持つので外乱光の遮閉性に富むうえ、曲げなどで光ファイバの外部へ放出された光が再度戻ってくる事を抑制することを抑制するなど有利な点が多く、特に好ましい。
【００４４】
マスターバッチ中に含まれる添加剤の濃度は３０．０重量％以下の範囲内であり、好ましくは５重量％以上２０．０重量％以下の範囲内であり、更に好ましくは１０．０重量％以上、１５．０重量％以下の範囲内である。添加剤があまり少ないとマスターバッチとしての効果がなく、３０重量％を超えて含有しているとマスターバッチが脆くなったり、分散性が低下する。
【００４５】
マスターバッチとバルク樹脂を混合して得られるポリマー中に含まれる好ましい添加剤の濃度は０．１０重量％以上１０．０重量％以下であり、より好ましくは０．１５重量％以上５．０重量％以下であり、０．２０重量％以上、３．０重量％以下であることが更に好ましい。０．１０重量％未満であると実質的に添加剤の添加効果が発現しない、１０重量を超えると、樹脂の流動性や靭性が損なわれ、被覆中に樹脂切れや外径変動等のトラブルが発生する。
【００４６】
また、本発明に用いられる熱可塑性樹脂及びマスターバッチの分子量（例えば、数平均分子量，重量平均分子量など），分子量分布，融点，メルトフローレートなどは特に限定されるものではない。メルトフローレートは、熱可塑性プラスチックの流れ試験方法（ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０  １９１６）により得られるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、樹脂の流動性の指標となる。ＭＦＲは、値が近い方が押し出しが均一になる。
【００４７】
バルク樹脂とマスターバッチとの樹脂溶融温度が異なると、押出装置内の流動が不均一になる（スクリューで押し出す量が変動する）ため、吐出変動が大きくなり、被覆後の外径も変動してしまう。そのためこれら樹脂の融点、バルク樹脂融点Ｔａ（℃）とマスターバッチ融点Ｔｂ（℃）との温度差が小さい方が好ましい。
【００４８】
本発明では、熱可塑性樹脂の融点Ｔａ（℃）とマスターバッチの融点Tｂ（℃）との差を
｜Ｔａ−Ｔｂ｜℃≦２５℃とすることが好ましく、より好ましくは
｜Ｔａ−Ｔｂ｜℃≦１０℃であり、最も好ましくは
｜Ｔａ−Ｔｂ｜℃≦５℃である。
Ｔａの方がＴｂよりも２０℃より大きいと、熱可塑性樹脂の溶融は進むが、マスターバッチの溶融が進行しないため保護層の形成が困難となる。また、２０℃より差が大きいと、熱可塑性樹脂あるいはマスターバッチを溶解させるために高温とする必要が生じる。この場合に、マスターバッチを構成しているベースレジン（ベース樹脂）の分解が生じるおそれがある。
【００４９】
また、本発明においては、熱可塑性樹脂のメルトフローレートＭ１（ｇ／１０ｍｉｎ）とマスターバッチのメルトフローレートＭ２（ｇ／１０ｍｉｎ）との比を
（１／４）≦（Ｍ２／Ｍ１）≦（４／１）とすることが好ましく、より好ましくは
（１／２）≦（Ｍ２／Ｍ１）≦（２／１）であり、最も好ましくは
（１／１．５）≦（Ｍ２／Ｍ１）≦（１．５／１）である。
１／４よりも小さい場合あるいは、４／１よりも比が大きい場合には、熱可塑性樹脂とマスターバッチとの相溶性が劣る被覆材となり、均一な保護層の形成が困難となる。それにより、添加剤の分散に問題が生じたり、保護層の可撓性が失われたりするおそれがある。
【００５０】
本発明において、被覆材中の有色微粒子の含有量ｘ（ｗｔ％）を
０．０５≦ｘ（ｗｔ％）≦２０とすることが好ましく、より好ましくは
０．０７≦ｘ（ｗｔ％）≦１０であり、最も好ましくは
０．１≦ｘ（ｗｔ％）≦５である。
０．０５ｗｔ％より少ないと添加剤の機能が十分発現しないおそれがある。また、２０ｗｔ％を超えると、保護層のポリマーの可撓性が失われるおそれがある。
【００５１】
保護層の材料としてはさらには、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）なども用いることもできる。熱可塑性エラストマーは、室温ではゴム弾性を示し、高温で可塑化されて成形が容易である物質群である。具体的には、スチレン系ＴＰＥ，オレフィン系ＴＰＥ，塩化ビニル系ＴＰＥ，ウレタン系ＴＰＥ，エステル系ＴＰＥ，アミド系ＴＰＥなどが挙げられる。なお、前記列記したポリマーは、ＰＯＦのポリマー、特にコア部のポリマーのガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下で成形可能なものであれば、特に上記材料に限定されず、各材料間もしくは上記以外の共重合体や混合ポリマーを用いることもできる。
【００５２】
また、ポリマー前駆体と反応剤などとを混合した液を熱硬化させるものを用いることができる。例えば、特開平１０−１５８３５３号公報に記載のＮＣＯブロックプレポリマーと微粉体コーティングアミンとから製造される１液型熱硬化性ウレタン組成物を挙げることができる。また、ＷＯ９５／２６３７４に記載のＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーと２０μｍ以下の固形アミンとからなる１液型熱硬化性ウレタン組成物なども用いることもできる。その他に、性能を改善する目的で難燃剤，酸化防止剤，ラジカル捕獲剤，滑剤などの添加剤や、無機化合物及び／または有機化合物からなる各種フィラーを加えることができる。
【００５３】
図１に本発明のプラスチック光ファイバの連続製造方法に用いられる連続押出装置１０及びその他の装置の概略図を示す。連続押出装置１０は、インナーコア部形成用材料押出装置１１とアウターコア部形成用材料押出装置１２とクラッド部形成用材料押出装置１３と３層共押出ダイス１４とを備えている。各押出装置１１，１２，１３と３層共押出ダイス１４とは、管１５，１６，１７で接続されている。各押出装置１１〜１３から各材料が管１５〜１７を通り３層共押出ダイス１４に送られる。３層共押出ダイス１４により各材料はファイバ（以下、光ファイバ原糸と称する）１８となり第１ローラ１９により引き出される。引き出される光ファイバ原糸１８は、水槽２０内に搬送される。水槽２０内には−５℃〜３０℃の冷却水が入れられており、光ファイバ原糸１８は冷却される。なお、本発明において、この冷却工程は省略することもできる。
【００５４】
コア部とクラッド部との屈折率に変化を持たせて光ファイバとする。この場合には、コア部形成用材料またはインナーコア部形成用材料に屈折率調整剤（ドーパント）のうち屈折率を上昇させる化合物（例えば、ＤＰＳ（硫化ジフェニル），ＢＥＮ（安息香酸ベンジル），ＴＰＰ（リン酸トリフェニル）など）を含有させておく。また、クラッド部形成用材料に屈折率を低下させる材料（例えば、共重合フッ素樹脂，環式フッ素樹脂など）を含有させておく。これにより、光ファイバ原糸１８のコア部とクラッド部との間に屈折率の差が生じてコア部が光導波路となる。
【００５５】
コア部の横断面においてその中心が最も高い屈折率とし、外周（半径方向）に向けて連続的に低下するグレーデッドインデックス型（ＧＩ型）とする場合には重合性モノマー（例えば、ＭＭＡ）とドーパント（例えば、ＤＰＳ）と更に重合開始剤などの添加剤を混合して３層共押出ダイス１４に送り込むことで、ＭＭＡが重合しながらＰＭＭＡとなりその中心部が最も屈折率が高くなり半径方向に向けて連続的に屈折率が低下する形態の光ファイバが得られる。また、重合性モノマー，ドーパント，重合開始剤の代わりに、ポリマーとドーパントとを溶融状態で３層共押出ダイス１４へ送り込んでも良い。
【００５６】
光ファイバ原糸１８は、さらに第２ローラ２１で引き取られながら加熱炉２２内を搬送される。加熱炉２２の温度は特に限定されるものではないが、１２０℃〜１８０℃とすることが好ましい。また、第１ローラ１９の引取速度よりも第２ローラ２１の引取速度を速くすることで、光ファイバ原糸１８をさらに延伸させてプラスチック光ファイバ（以下、光ファイバと称する）２３とすることができる。このように溶融押出されている光ファイバ原糸１８を再延伸することで、より高強度の光ファイバ２３を得ることができる。最後に光ファイバ２３は、巻取機２４によりロール状に巻き取られ、光ファイバロール２５として貯蔵される。この光ファイバロール２５に保護層を形成してプラスチック光ファイバコード（プラスチック光ファイバ心線）とすることで機械的強度が更に向上している光伝送体を得ることができる。
【００５７】
図２に本発明に用いられる連続押出装置１０の要部拡大図を示す。３層共押出ダイス１４は、コア部ダイ３０とクラッド部ダイ３１とそれらを断熱する断熱板３２とから構成されている。また、それぞれのダイ３０，３１の温度調節を行うために温調機３３，３４が設けられている。コア部ダイ３０にはインナーコア部形成用材料３５を供給する管１５及びアウターコア部形成用材料３６を供給する管１６とが接続している。また、クラッド部ダイ３１にはクラッド部形成用材料３７を供給する管１７が接続している。
【００５８】
インナーコア部形成用材料３５は、管１５からコア部ダイ３０のインナーコア部形成部３８に送られ、ロッド状のインナーコア（以下、ロッド状インナーコア部と称する）を形成する。アウターコア部形成用材料３６は、管１６から液流路３９を通りポケット４０に供給される。ポケット４０内でアウターコア部形成用材料３６の圧力分布が緩和されて、ロッド状インナーコア部の外周面に略均一の厚みでアウターコア部が形成される。ポケット４０からアウターコア部形成用材料３６が、ロッド状インナーコア部の外周面を覆うように被覆されてアウターコア部が形成される。アウターコアが形成されているコア部４１は、コア部ダイ３０の拡散部４２を通る。拡散部４２を通過している間に前記ドーパントが所望の状態に拡散される。これによりステップインデックス型やグレーデッドインデックス型の屈折率分布を有するコア部が得られる。クラッド部形成用材料３７は、管１７と液流路４３とを通りポケット４４へ供給される。ポケット４４でクラッド部形成用材料３７の圧力分布が緩和されて、コア部４１の外周面を被覆する際にその厚みが略均一となる。コア部４１の外周面を覆うようにクラッド部形成用材料３７が被覆されて光ファイバ原糸１８として３層共押出ダイス１４から送り出される。
【００５９】
また、各材料３５〜３７の供給路となる管１５〜１７、インナーコア部形成部３８、液流路３９，４３、ポケット４０，４４、拡散部４２の内面の表面粗さ（最大高さ）Ｒｙを０．８Ｓ以下とすることで、各材料３５〜３７の前記各内面への接着が抑制される。そのため、接着に伴う滞留による各材料３５〜３７の熱劣化や焼き付きなどの欠陥が防止できる。
【００６０】
本発明において、隣り合う各材料間（前記説明においては、インナーコア部形成用材料３５とアウターコア部形成用材料３６、アウターコア部形成用材料３６とクラッド部形成用材料３７）の粘度比を５０以下とすることが好ましく、さらに好ましくは３０以下、最も好ましくは２０以下とすることである。粘度比を前記範囲とすることにより、各材料３５，３６，３７間の界面が安定して各部が安定的に形成される。そのため、界面の不安定性に伴う機械的性質、光学的性質の悪化を抑制できる。なお、本発明において粘度比は、成形温度の条件下でキャピラリーレオメーター等で測定される剪断粘度の値を（大きい値）／（小さい値）で算出されるものを意味する。
【００６１】
本発明において、各材料３５〜３７間の粘度比を５０以下とするために、それぞれの材料３５〜３７の粘度を調節する。粘度の調節方法は特に限定されるものではない。例えば、材料３５〜３７を３層共押出ダイス１４に押し出す際の温度を調整する。さらには、材料３５〜３７のポリマーの重合度を選択することで粘度比を調整することもできる。材料３５〜３７のうち特にコア部を形成する材料３５，３６に（メタ）アクリル酸エステルよりなる重合体原料または重合体を用いることが好ましい。特にポリメチルメタクリレートを用いることが伝送損失の悪化を抑制できるために好ましい。この場合において、ポリメチルメタクリレートの重合度は１００以上５０００以下であることが好ましい。重合度が１００未満であると機械的強度が充分に得られないＰＯＦが製造される場合がある。また、５０００を超えると粘度が高くなり過ぎ隣接する溶融材料間での粘度比の調整が困難となる場合がある。
【００６２】
本発明において、各材料３５〜３７の粘度は特に限定されるものではない。しかしながら、押し出しの容易性、加工の容易性、所望の機械的強度を有する光ファイバ原糸１８を得るために、その具体例としては、インナーコア部形成用材料３５の粘度を３０Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓ（２００℃〜１７０℃）とした場合に、アウターコア部形成用材料３６の粘度を３０Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓ（２４０℃〜２１０℃）、クラッド部形成用材料３７の粘度を１０００Ｐａ・ｓ〜１００００Ｐａ・ｓ（２５０℃〜１９０℃）とする例が挙げられる。
【００６３】
図３に本発明に係るプラスチック光ファイバ（光ファイバ）の２３の横断面図を示す。光ファイバ２３は、光の導波路となるインナーコア５０及びアウターコア５１並びにアウターコア５１よりも低屈折率でその界面により伝送光を全反射するクラッド５２とからなる。これら各部の径や厚みは特に限定されるものではないが、インナーコア径Ｄ１が１００μｍ〜５００μｍの場合、アウターコア径Ｄ２は２００μｍ〜７００μｍ、クラッド外径Ｄ３は３００μｍ〜１０００μｍであることが好ましい。
【００６４】
また、本発明に用いられる連続製造装置１０は図１に示されているものに限定されるものではない。例えば、コアとクラッドとを同時に連続押し出しする２層共押出ダイスやより多層を共押出可能なダイスを用いるものなどが挙げられる。または、コア部とクラッド部と保護層とを同時に溶融押し出ししてプラスチック光ファイバコード（プラスチック光ファイバ心線）を得ることもできる。また、引取速度を制御して所望の径に押出成形したものを長尺方向に対して垂直方向に切断して得られる平板状のプラスチック成形体は中央部と外周部とで屈折率が異なるため、いわゆるＧＲＩＮレンズとして用いることができる。
【００６５】
本発明に係る光ファイバ、その光ファイバを用いて製造される光ファイバ心線および光ファイバケーブルを用いて光信号を伝送するシステムには、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で構成される。また、必要に応じて他の光ファイバなど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。
【００６６】
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ページ「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、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】
【００６７】
以下、本発明に係るプラスチック光ファイバの製造方法について、本発明に係る実験１ないし実験４並びに比較例である実験５及び実験６を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、説明は実験１で詳細に行い、その他の実験では実験１と異なる箇所のみを説明する。以下に示す材料の種類、それらの割合、操作などは、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例に制限されるものではない。
【００６８】
＜実験１＞
３台のφ１６ｍｍ径スクリュー押出装置（Randcastle 製）１１，１２，１３を備えた連続押出装置１０を用いた。インナーコア５０がＰＭＭＡ（重合度１０００）＋ＤＰＳ（２０重量％）、アウターコア５１がＰＭＭＡ（重合度１０００）、クラッド５２がＰＶＤＦとなるようにそれぞれの材料３５〜３７を選択した。押出温度は、インナーコアが２１０℃、アウターコアが２４０℃、クラッドが２３０℃となるように温調機３４，３５で調節した。これら各温度における材料３５〜３７の粘度を東洋精機（株）製フローテスターで測定したところ、（インナーコア部形成用材料粘度／アウターコア部形成用材料粘度）の比（以下、ＶＲ１と称する）は約２０であり、アウターコア部形成用材料粘度／クラッド部形成用材料粘度の比（以下、ＶＲ２と称する）は約１０であった。各材料３５〜３７が外径がφ１ｍｍの光ファイバ原糸１８となるように３層共押出ダイス１４から押し出した。光ファイバ原糸１８でのアウターコア部外径はφ９５２μｍ、インナーコア部外径はφ５８０μｍであった。
【００６９】
押し出された光ファイバ原糸１８を１５℃の水槽２０内で冷却し、低速ゴデットロール１９で５ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。そして、１５０℃の加熱炉２２で加熱しながら、高速ゴデットロール２１で９ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。約φ７５０μｍ径の光ファイバ２３を製造して巻取機２４によって光ファイバロール２５として巻き取った。このときのアウターコア部外径Ｄ２は約７１４μｍ、インナーコア部外径Ｄ１は約４３５μｍであった。巻き取った光ファイバ２３を１９０℃の恒温槽で５分加熱し、室温で自然冷却し、屈折率分布型プラスチック光ファイバを得た。各材料３５〜３７を連続して１時間押し出して光ファイバ２３を製造した。１時間後の光ファイバ２３をサンプル（３０ｍ長）として伝送損失を測定した。サンプルは各１０本作製した。作製した光ファイバ２３の伝送損失測定は、１ｋｍ当たりの伝送損失（ｄＢ／ｋｍ）を測定し、２００ｄＢ／ｋｍ以下であれば実用上問題ないレベルとした。実験１の条件で作製した光ファイバの伝送損失は１４０ｄＢ／ｋｍ〜１６０ｄＢ／ｋｍであり、良好であった。
【００７０】
＜実験２＞
インナーコア部形成用材料３５の押出温度を２３０℃とした以外は実験１と同条件で実験を行った。なお、このときのＶＲ１は約５０であり、ＶＲ２は約１０であった。得られた光ファイバの伝送損失は、１８０ｄＢ／ｋｍ〜１９０ｄＢ／ｋｍの範囲であり、良好であった。
【００７１】
＜実験３＞
３台のφ１６ｍｍスクリュー押出装置（Randcastle 製）１１，１２，１３を備えた連続押出装置１０を用いた。インナーコア５０がＰＭＭＡ（重合度１０００）＋ＤＰＳ（２０重量％）、アウターコア５１がＰＭＭＡ（重合度１０００）、クラッド５２がＰＶＤＦとなるようにそれぞれの材料３５〜３７を選択した。押出温度は、インナーコアが２１０℃、アウターコアが２４０℃、クラッドが２３０℃となるように温調機３４，３５で調節した。粘度比ＶＲ１は約２０、ＶＲ２は約１０であった。各材料を３５〜３７を外径がφ１ｍｍの光ファイバ原糸１８となるように３層共押出ダイス１４から押し出した。３層共押出ダイス１４はφ１ｍｍの内径のものを使用した。光ファイバ原糸１８でのアウタークラッド部外径はφ９５２μｍ、インナーコア部外径は５８０μｍであった。
【００７２】
押し出された光ファイバ原糸１８を１５℃の水槽２０内で冷却し、低速ゴデットロール１９で５０ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。そして、１５０℃の加熱炉２２で加熱しながら、高速ゴデットロール２１で９０ｍ／ｍｉｎの速度で引き取った。約φ７５０μｍ径の光ファイバ２３を製造して巻取機２４によって光ファイバロール２５として巻き取った。  アウターコア部外径Ｄ２は約７１４μｍ、インナーコア部外径Ｄ１は約４３５μｍであった。巻き取った光ファイバを１９０℃の恒温槽で５分加熱し、室温で自然冷却し屈折率分布型プラスチック光ファイバを得た。各材料３５〜３７を連続して１時間押し出して光ファイバ２３を製造した。１時間後の光ファイバ２３をサンプル（３０ｍ長）として伝送損失を測定した。サンプルは各１０本作製した。実験２の条件で作製する光ファイバの伝送損失は１４５〜１６５ｄＢ／ｋｍであり、押出速度（引取速度）を上昇させた実験条件でも光学特性に優れた光ファイバ２３を得ることができた。
【００７３】
＜実験４＞
インナーコア部形成用材料３５の押出温度を２３０℃とする以外は実験３と同条件で実験を行った。このときのＶＲ１は約５０、ＶＲ２は約１０であった。得られた光ファイバの伝送損失は、２００ｄＢ／ｋｍであり、実験３より若干悪化したが光学特性に優れたものが得られた。
【００７４】
＜実験５＞
インナーコア部形成用材料３５の押出温度を２４０℃とした以外は実験１と同条件で行った。このときのＶＲ１は約１００であり、ＶＲ２は約１０であった。得られた光ファイバの伝送損失は、３００ｄＢ／ｋｍ〜３５０ｄＢ／ｋｍと損失が大きいものであった。
【００７５】
＜実験６＞
インナーコア部形成用材料３５の押出温度を２４０℃とした以外は実験３と同条件で行った。このときのＶＲ１は約１００であり、ＶＲ２は約１０であった。得られた光ファイバの伝送損失は、４００ｄＢ／ｋｍ〜４５０ｄＢ／ｋｍと損失が大きいものであった。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明のプラスチック光ファイバの連続製造方法に用いられる装置の概略図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明に係るプラスチック光ファイバの横断面図である。
【図４】ポリマーの温度と粘度との相関関係を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１０  連続押出装置
１４  ３層共押出ダイス
２３  光ファイバ
３５  インナーコア部形成用材料
３６  アウターコア部形成用材料
３７  クラッド部形成用材料
【図１】
2006126703.tif 000003
【図２】
2006126703.tif 000004
【図３】
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【図４】
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