(57)【要約】【課題】  熱収縮が抑制されているプラスチック光ファイバケーブルを得る。【解決手段】  ＧＩ型屈折率分布を有するコア部を中空円筒状のクラッドパイプ内に形成してプリフォームを得る。プリフォームを加熱溶融延伸することでＧＩ型ＰＯＦが得られる。ＧＩ型ＰＯＦの外周面にポリエチレンを被覆して保護層１２３を形成して、ＧＩ型心線１６を得る。ＧＩ型心線１６の外周に多数のアラミド繊維を配設して、ポリ塩化ビニルを被覆して最外層１２５を形成してプラスチック光ファイバケーブル２０を得る。アラミド繊維は、ルース型被覆の緩衝層１２４となり、光ファイバケーブル２０の半径方向にかかる応力を緩和する。光ファイバケーブル２０を６０℃，１７時間アニール処理を行う。最外層１２４のポリマーが再配向するため、光ファイバケーブル２０に熱が付与されてもその長手方向における収縮が抑制される。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーを被覆して光ファイバケーブルを製造する方法において、
前記ポリマーを被覆した後に、アニールすることを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項２】
前記コアまたは前記クラッドの少なくともいずれかがガラス転移温度Ｔｇ（℃）を有するものから形成されている場合であって、
前記アニール温度が、前記コアまたは前記クラッドの少なくともいずれかのガラス転移温度Ｔｇ（℃）未満であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項３】
前記アニール温度が、５０℃より高いことを特徴とする請求項２記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項４】
前記アニール時間が、８時間より長く１００時間より短いことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項５】
コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆して第１被覆層が形成された光ファイバ心線を製造し、
前記光ファイバ心線を１本以上束ねて、ポリマーで被覆して第２被覆層が形成された光ファイバケーブルの製造方法において、
前記第２被覆層形成後に前記第１被覆層と前記第２被覆層との熱収縮との差が０．１％未満となるようにアニールを行うことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項６】
前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項７】
前記光ファイバが、屈折率分布型光ファイバであることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項８】
前記コアが、重水素化ポリメチルメタクリレートから形成されていることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項９】
前記被覆されているポリマーが、ポリ塩化ビニルであることを特徴とする請求項１ないし８いずれか１つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項１０】
前記光ファイバの周囲に緩衝材を配し、
前記光ファイバと前記緩衝材との外周部を前記ポリマーで被覆することを特徴とする請求項１ないし９いずれか１つ記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項１１】
前記緩衝材が、アラミド繊維であることを特徴とする請求項１０記載の光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項１２】
コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーが被覆された光ファイバケーブルにおいて、
前記被覆されたポリマーが、アニールされていることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項１３】
コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆する第１被覆層を有する光ファイバ心線を１本以上束ねて、ポリマーで被覆して第２被覆層が形成されている光ファイバケーブルにおいて、
前記第２被覆層が、アニールされていることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項１４】
前記第１被覆層と前記第２被覆層との熱収縮率の差が０．１％未満であることを特徴とする請求項１３記載の光ファイバケーブル。
【請求項１５】
前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであることを特徴とする請求項１２ないし１４いずれか１つ記載の光ファイバケーブル。
【請求項１６】
前記光ファイバが、屈折率分布型光ファイバであることを特徴とする請求項１２ないし１５いずれか１つ記載の光ファイバケーブル。
【請求項１７】
前記コアが、重水素化ポリメチルメタクリレートから形成されていることを特徴とする請求項１２ないし１６いずれか１つ記載の光ファイバケーブル。
【請求項１８】
前記第２被覆層が、ポリ塩化ビニルであることを特徴とする請求項１３ないし１７いずれか１つ記載の光ファイバケーブル。
【請求項１９】
前記光ファイバ心線の周囲に緩衝材を配し、
前記光ファイバ心線と前記緩衝材との外周部を前記第２被覆層で被覆したことを特徴とする請求項１３ないし１８いずれか１つ記載の光ファイバケーブル。
【請求項２０】
前記緩衝材が、アラミド繊維であることを特徴とする請求項１９記載の光ファイバケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバケーブル及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光学部材は、同一の構造を有する石英系の光学部材と比較して、製造及び加工が容易であること、および低価格であることなどの利点があり、近年、光ファイバおよび光レンズ、光導波路など種々の応用が試みられている。特にこれらの光学部材の中でも、プラスチック光ファイバは、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として製造し易く、さらに低コストに製造可能であるという長所を有する。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通信伝送媒体として種々検討されている。
【０００３】
プラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦと称する）は、一般的には、重合体をマトリックスとする有機化合物からなる芯（以下、コアまたはコア部と称する）と、コア部と屈折率が異なる（一般的には低屈折率の）有機化合物からなる外殻（以下、クラッドまたはクラッド部と称する）とから構成される。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ファイバとして注目されている。この様な屈折率分布型光学部材の製法の１つに、界面ゲル重合を利用して光学部材母材（以下、プリフォームと称する）を作製し、その後に前記プリフォームを延伸する方法などが提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【０００４】
ＰＯＦは、その外周面を保護すると共に機械的強度を向上させるためにポリマーを被覆して保護層を形成してプラスチック光ファイバ心線（以下、光ファイバ心線または心線と称する）として用いられる。なお、光ファイバ心線の製造方法は、コア部，クラッド部及び保護層を同時にノズルから複合紡糸する方法も知られている。また、光ファイバ心線は、強度など機械的特性を向上させるためにアニール処理がなされることが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【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２０００−３０４９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年では、光ファイバ心線を１本以上束ねて、ポリマーで被覆して被覆層（以下、最外層または第２被覆層と称する）が形成されたプラスチック光ファイバケーブル（以下、光ファイバケーブルと称する）として用いられることが多くなっている。光ファイバ心線を複数本束ねることで、１本のケーブルで多数の情報を送受信できるため光伝送システムの一部に好ましく用いることができる。また、最外層を形成するポリマーは、防水性を有するものが用いられている。保護層と最外層とを形成しているポリマーの種類は、それぞれの層の機能が異なるため、その素材も異なることが一般的である。また、光ファイバケーブルは加熱されると、ポリマーの収縮が生じる場合がある。この場合に前述したように保護層，被覆層で異なるポリマーが用いられていると、各ポリマーによって熱による収縮率が異なることから光ファイバケーブルに応力が付与される。そこで、この応力を緩和する目的で、光ファイバ心線を束ねる際に抗張力繊維（例えば、アラミド繊維）を併せて束ねた後に最外層を形成して光ファイバケーブルとすることで半径方向に対する応力の緩和を行っている。このような被覆の形態をルース型被覆と称されている。しかしながら、長手方向の収縮に関しては従来は特に検討されていなかった。そのため、光ファイバケーブルの両端にコネクタを取り付けて光伝送システムの一部を形成する際に、長手方向に各層の熱収縮率が異なるとコネクタの接続が困難になったり、一度取り付けられたコネクタが外れたりする問題が生じている。
【０００７】
本発明の目的は、長手方向の熱収縮が抑制されている光ファイバケーブル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーを被覆して光ファイバケーブルを製造する方法において、前記ポリマーを被覆した後に、アニールする。前記コアまたは前記クラッドの少なくともいずれかがガラス転移温度Ｔｇ（℃）を有するものから形成されている場合であって、前記アニール温度が、前記コアまたは前記クラッドの少なくともいずれかのガラス転移温度Ｔｇ（℃）未満であることが好ましい。前記アニール温度が、５０℃より高いことが好ましい。前記アニール時間が、８時間より長く１００時間より短いことが好ましい。
【０００９】
本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆して第１被覆層が形成された光ファイバ心線を製造し、前記光ファイバ心線を１本以上束ねて、ポリマーで被覆して第２被覆層が形成された光ファイバケーブルの製造方法において、前記第２被覆層形成後に前記第１被覆層と前記第２被覆層との熱収縮との差が０．１％未満となるようにアニールを行う。前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであることが好ましい。前記光ファイバが、屈折率分布型光ファイバであることが好ましい。前記コアが、重水素化ポリメチルメタクリレートから形成されていることが好ましい。前記被覆されているポリマーが、ポリ塩化ビニルであることが好ましい。
【００１０】
前記光ファイバの周囲に緩衝材を配し、前記光ファイバと前記緩衝材との外周部を前記ポリマーで被覆することが好ましい。前記緩衝材が、アラミド繊維であることが好ましい。
【００１１】
本発明の光ファイバケーブルは、コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーが被覆された光ファイバケーブルにおいて、前記被覆されたポリマーが、アニールされている。本発明の光ファイバケーブルは、コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆する第１被覆層を有する光ファイバ心線を１本以上束ねて、ポリマーで被覆して第２被覆層が形成されている光ファイバケーブルにおいて、前記第２被覆層が、アニールされている。
【００１２】
前記第１被覆層と前記第２被覆層との熱収縮率の差が０．１％未満であることが好ましい。前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであることが好ましい。前記光ファイバが、屈折率分布型光ファイバであることが好ましい。前記コアが、重水素化ポリメチルメタクリレートから形成されていることが好ましい。前記第２被覆層が、ポリ塩化ビニルであることが好ましい。
【００１３】
前記光ファイバ心線の周囲に緩衝材を配し、前記光ファイバ心線と前記緩衝材との外周部を前記第２被覆層で被覆したことが好ましい。前記緩衝材が、アラミド繊維であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光ファイバケーブルの製造方法によれば、コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーを被覆して光ファイバケーブルを製造する方法において、前記ポリマーを被覆した後に、アニールするから、前記光ファイバケーブルに形成されている保護層などのポリマーの熱収縮が抑制され、前記光ファイバケーブルに熱が付与されたときに光ファイバケーブルに変形が生じることを防止できる。
【００１５】
本発明の光ファイバケーブルの製造方法によれば、コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆して第１被覆層が形成された光ファイバ心線を製造し、前記光ファイバ心線を１本以上束ねて、ポリマーで被覆して第２被覆層が形成された光ファイバケーブルの製造方法において、前記第２被覆層形成後に前記第１被覆層と前記第２被覆層との熱収縮との差が０．１％未満となるようにアニールを行うから、前記第１及び第２被覆層を形成しているポリマーの熱収縮が抑制され、前記光ファイバケーブルに熱が付与されたときに前記第１被覆層と前記第２被覆層の熱収縮率の相違による光ファイバケーブルの変形を防止できる。なお、本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであると、ポリマーの熱緩和の効果がより得られる。
【００１６】
本発明の光ファイバケーブルによれば、コアとクラッドとからなる光ファイバにポリマーが被覆された光ファイバケーブルにおいて、前記被覆されたポリマーが、アニールされているから、前記光ファイバケーブルに形成されている保護層などのポリマーの熱収縮が抑制され、前記光ファイバケーブルに熱が付与されたときに光ファイバケーブルに変形が生じることを防止できる。
【００１７】
本発明の光ファイバケーブルによれば、コアとクラッドとからなる光ファイバを被覆する第１被覆層を有する光ファイバ心線を１本以上束ねて、ポリマーで被覆して第２被覆層が形成されている光ファイバケーブルにおいて、前記第２被覆層が、アニールされ、前記第１被覆層と前記第２被覆層との熱収縮率の差が０．１％未満であるから、前記第１及び第２被覆層を形成しているポリマーの熱収縮が抑制され、前記光ファイバケーブルに熱が付与されたときに前記第１被覆層と前記第２被覆層の熱収縮率の相違による光ファイバケーブルの変形を防止できる。なお、本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、前記光ファイバが、プラスチック光ファイバであると、ポリマーの熱緩和の効果がより得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る光ファイバケーブルの作製方法の一実施形態を図１に示す。コア部とクラッド部との原料であるポリマーなどを用いてプリフォーム作製工程１１を行いプリフォーム１２を得る。プリフォーム１２を延伸工程１３により延伸（線引き）を行い、所望の径（例えば、３００μｍ〜１０００μｍ）のプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）１４を連続して得る。ＰＯＦ１４は、通常、巻取リールにロール状で巻き取られる。延伸工程１３を行う際に、プリフォーム１２を延伸した後に連続して被覆を施してＰＯＦ１４を保護しても良い。なお、本発明において、被覆の有無を問わず、いずれもＰＯＦ１４と称する。ＰＯＦ１４は、第１被覆工程１５により保護層が形成されてプラスチック光ファイバ心線１６となる。
【００１９】
光ファイバ心線１６は、そのままの形態で光伝送体として用いることができる。しかしながら、通常は、引張・圧縮，側圧・曲げ，浸水などを抑制する機能を持たせる。そこで、光ファイバ心線１６を単芯又は多芯としてその外周部に緩衝材１７を配設する。光ファイバ心線１６と緩衝材１７とをまとめて束ねて、最外層を形成するために第２被覆工程１８を行う。最外層には、主にポリマーが用いられる。第２被覆工程１８で最外層が形成されているプラスチック光ファイバケーブル原反（以下、ケーブル原反と称する）１９を得る。さらに、アニール工程２０で熱緩和を行い、ケーブル原反１９の最外層を形成しているポリマーを再配向させる。以上の工程を経て、プラスチック光ファイバケーブル（以下、光ファイバケーブルと称する）２１を得る。
【００２０】
以下に、本発明の実施の態様として、ＰＯＦとしてコア部に屈折率分布を有する屈折率分布型プラスチック光ファイバ（以下、ＧＩ型ＰＯＦと称することもある）を用いた態様を１例として挙げて説明するが、本発明は記載された内容に限定されるものではない。
【００２１】
[ＰＯＦの原料]
（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）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。
【００２２】
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る。さらには、（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。
【００２３】
さらに、作製するＰＯＦ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。
【００２４】
（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。
【００２５】
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。
【００２６】
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３万〜５０万の範囲である。
【００２７】
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。
【００２８】
（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、２種類以上を併用してもよい。
【００２９】
（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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。本実施の形態では、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界面ゲル重合法により重合の進行方向を制御し、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となる。また、ドーパントは重合性化合物であってもよく、重合性化合物のドーパントを用いた場合は、これを共重合成分として含む共重合体がこれを含まない重合体と比較して、屈折率が上昇する性質を有するものを用いる。なお、このような共重合体には、ＭＭＡ−ＢｚＭＡ共重合体などが挙げられる。
【００３５】
前記ドーパントとしては、特許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。また、重合性化合物として、例えば、トリブロモフェニルメタクリレート等が挙げられる。屈折率調整成分として重合性化合物を用いる場合は、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性屈折率成分とを共重合させるので、種々の特性（特に光学特性）の制御がより困難となるが、耐熱性の面では有利となる可能性がある。
【００３６】
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。
【００３７】
本発明に用いられる重合性組成物にドーパントを２種類以上含有させても良い。但し、いずれもベンゼン環を有し、その置換基のＨａｍｍｅｔｔ値（但し、置換基が複数ある場合にはそれらのＨａｍｍｅｔｔ値の加重平均）が０．０４以下でかつ、ＳＰ値が１０．９以下となる化合物を用いることが好ましい。
【００３８】
（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。
【００３９】
[プリフォームの製造方法]
以下に、本発明の製造方法を、コア部とクラッド部とを有する屈折率分布型プラスチック母材の製造方法に適用した実施の形態について説明する。本実施形態は、主として２種類あるが、以下の実施形態に限定されるわけではない。
【００４０】
まず、第１の実施形態は、クラッド部用重合性組成物を重合して中空管を作製する。または熱可塑性樹脂を溶融押し出し成形してクラッド部となる中空円筒管を作製する（第１工程）。前記中空円筒管の中空部でコア部形成用重合性組成物を界面ゲル重合させることによりコア部となる領域を形成し、コア部およびクラッド部に各々対応する領域からなるプリフォームを作製する（第２工程）。そして得られたプリフォームを本発明に係る製造装置及び製造方法により所望の形態に加工（第３工程）してＰＯＦを得る。なお、第２工程においてドーパントを加えた重合性組成物を界面ゲル重合法によって重合させることにより屈折率分布型プラスチック光ファイバが得られる。
【００４１】
次に、第２の実施形態は、第１の実施形態でクラッド部に相当する中空円筒管を形成した後にその内周面にさらにアウターコア部という層を形成する（第１'工程）。なお、このアウターコア層を有する形態においては中心のコア部はインナーコア部とも称される。以下の説明において、態様によって「コア部」という場合は「インナーコア部」の意味も兼ねる。
【００４２】
例えば、ポリフッ化ビニリデン樹脂のような含フッ素樹脂からなる中空円筒管の中空部で、アウターコア用重合性組成物を回転重合法による重合などで、前記中空円筒管の内周面にアウターコア層を形成し、２層からなる中空円筒管を作製する（第１'工程）。前記中空円筒管の中空部にさらにインナーコア部を形成する。インナーコア部は、インナーコア部形成用重合性組成物を界面ゲル重合させて形成する（第２'工程）。そして、得られたプリフォームを所望の形態に加工（第３工程）して光学部材を製造する。
【００４３】
第２の実施形態においては、２層からなる同心の中空円筒管を作製する際、上記のように段階的でなく、クラッド部となるフッ素樹脂とアウターコア用重合組成物の重合体とを溶融共押し出しの方法の一段階で作製する方法なども容易に適用できる。
【００４４】
前記第１の実施の形態ではクラッド部／コア部形成用、第２の実施の形態ではアウターコア部／インナーコア部形成用の各々の重合性組成物に用いられる重合性モノマーの組成は、互いに等しいことが好ましい。ただし、その組成比については同一でなくてもよく、また副成分については等しくなくてもよい。等しい種類の重合性モノマーを用いることによって、クラッド部／コア部またはアウターコア部／インナーコア部界面における光透過性および接着性を向上させることができる。また、クラッド部あるいはアウターコア部を形成する樹脂が共重合体からなり、共重合成分の屈折率が異なる場合、共重合成分の比率を制御することでコア部との屈折率差を大きく持たせやすく、その結果、屈折率分布構造を形成し易くする事もできる。
【００４５】
第２の実施形態では、クラッド部とコア部との間にアウターコア部を形成することによって、クラッド部とコア部との材質の違いによる接着性の低下および生産性の低下などを軽減させる。その結果、クラッド部およびコア部に用いる材料の選択の幅を広げることができる。クラッド部に相当する円筒形状の管は、例えば、市販されているフッ素樹脂を溶融押出しや重合性組成物の回転重合により、所望の径と厚みのパイプに成形することで作製することもできる。さらに、得られたパイプの中空部で前記アウターコア部形成用重合性組成物を回転重合させ、その内周面にアウターコア層を形成することができる。また、その他、前記フッ素樹脂と前記重合性組成物からなる重合体を共押し出しすることによっても同様の構造体を作製することもできる。
【００４６】
本発明に係るＰＯＦを作製する際に、屈折率調整成分を用い、その濃度に傾斜を持たせることによっても、屈折率分布型ＰＯＦを作製することができる。屈折率調整成分の濃度に傾斜を持たせる方法としては、後述する界面ゲル重合法や回転ゲル重合法などを適用することができる。
【００４７】
前記クラッド部、アウターコア部を重合性組成物で作製する場合およびコア部形成用重合性組成物において、各成分の含有割合の好ましい範囲は、その種類に応じて異なり一概に定めることはできないが、一般的には、重合開始剤は、重合性モノマーに対して０．００５質量％〜０．５質量％であることが好ましく、０．０１質量％〜０．５質量％であることがより好ましい。前記連鎖移動剤は、重合性モノマーに対して０．１０質量％〜０．４０質量％であることが好ましく、０．１５質量％〜０．３０質量％であることがより好ましい。また、前記屈折率調整成分は、重合性モノマーに対して１質量％〜３０質量％であることが好ましく、１質量％〜２５質量％であることがより好ましい。
【００４８】
前記クラッド部、アウターコア部およびコア部形成用重合体組成物を重合することによって得られるポリマーの分子量は、プリフォームを延伸する関係から、重量平均分子量で１万〜１００万の範囲であることが好ましく、３万〜５０万であることがさらに好ましい。さらに延伸性の観点で分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）も影響する。ＭＷＤが大きくなると、極端に分子量が高い成分がわずかでもあると延伸性が悪くなり、場合によっては延伸できなくなることもある。したがって、好ましい範囲としては、ＭＷＤが４以下が好ましく、さらには３以下が好ましい。
【００４９】
次に、前記第１および第２の形態（特に前記第１の実施形態）の各工程について詳細に説明する。
【００５０】
（第１工程）
前記第１工程では、クラッド部に相当する１層の、またはクラッド部およびアウターコア部に相当する２層の中空状（例えば円筒形状）の中空円筒管を作製する。中空円筒管の作製方法としては、例えばモノマーを重合させつつ中空管状に成形して作製する。この方法には、特許３３３２９２２号に記載されている様な回転重合による製造方法や樹脂の溶融押し出しなどが挙げられる。
【００５１】
中空円筒管を重合性組成物から製造する場合は、回転重合法で行われる。例えば、前記クラッド部形成用重合性組成物を円筒形状の重合容器に、またはアウターコア部形成用重合性組成物をクラッド部であるフッ素樹脂よりなる中空円筒管に注入する。前記重合容器又は前記中空円筒管を回転（好ましくは、円筒の軸を水平に維持した状態で回転）させつつ、前記重合性モノマーを重合させる。これによりクラッド部又はクラッド部内周面にインナーコア部が形成された中空円筒管を作製できる。
【００５２】
重合容器又は中空円筒管に前記いずれかの重合性組成物を注入する前に、その重合性組成物をフィルタにより濾過して、組成物中に含まれる塵埃を除去するのが好ましい。また、性能劣化や前工程、後工程の煩雑化などを起こさない限りにおいて、特開平１０−２９３２１５号公報に記載された原料の粘度調整のように取り扱いやすい様に粘度などの調整やプレ重合を行うことによる重合時間の短縮なども行うことができる。重合温度および重合時間は、用いるモノマーや重合開始剤によって異なるが、一般的には、重合温度は６０℃〜１５０℃であることが好ましく、重合時間は５時間〜２４時間であることが好ましい。このときに、特開平８−１１０４１９号公報に記載されている様に、原料をプレ重合して原料粘度を上昇させてから重合させることで、成形に要する重合時間を短縮しても良い。また、重合に使用する容器が回転によって変形してしまうと、得られる円筒管に歪みを生じさせることから、充分な剛性を持つ金属管・ガラス管を用いることが望ましい。
【００５３】
また、ペレット状や粉末状の樹脂（好ましくはフッ素樹脂）を円筒形状の容器に入れ、両端を塞ぎ、前記容器を回転（好ましくは、円筒の軸を水平に維持した状態で回転）させる。そして、前記樹脂の融点以上に加熱して樹脂を溶融させることにより、重合体からなる中空円筒管を作製することができる。このときに、溶融による樹脂の熱または酸化、および熱酸化分解を防ぐために、前記容器内を窒素や炭酸ガス、アルゴンなどの不活性気体雰囲気下で行うことが好ましい。また、前記樹脂を事前に充分乾燥させておくことが好ましい。
【００５４】
一方、重合体を溶融押出ししてクラッド部を形成する場合は、一旦、重合体を合成した後、押出し成形等の成形技術を利用して、所望の形状（本実施の形態では円筒形状）の構造体を得ることもできる。これらに用いられる溶融押出装置としては、主として、インナーサイジングダイ方式とアウターダイ減圧吸引方式の２つのタイプがある。
【００５５】
図２に、インナーサイジングダイ方式の溶融押出装置の断面図の一例を示して、インナーサイジングダイ方式の成形の概略を説明する。溶融押出装置本体からベント付き１軸スクリュー押出機（図示しない）により、クラッド部の原料ポリマー３１がダイ本体３２に押出される。ダイ本体３２には、原料ポリマー３１を円筒状に導くガイド３３が設けられている。原料ポリマー３１は、ガイド３３を経てダイ本体３２とインナーロッド３４との間の流路３４ａを通る。ダイの出口３２ａから原料ポリマー３１は押出され、円筒中空管の形状のクラッド３５が形成される。クラッド３５の押出速度については特に制限されないが、形状を均一に保つとともに、生産性の点から、押出速度は１ｃｍ／ｍｉｎ〜１００ｃｍ／ｍｉｎの範囲であることが好ましい。
【００５６】
ダイ本体３２には、原料ポリマー３１を加熱するための加熱装置（図示しない）が設置されていることが好ましい。例えば、原料ポリマー３１の進行方向に沿って、ダイ本体３２を覆うように１つまたは２以上の加熱装置（例えば、蒸気，熱媒油，電気ヒータなどを利用した装置）を設置していてもよい。ダイ出口３２ａ近傍に温度計３６を取り付ける。温度計３６によってダイ出口３２ａでのクラッド３５の温度を測定して、ダイ本体３２の温度を調節することが好ましい。
【００５７】
加熱温度を４０℃以上とすることが、急激な温度変化による形状の変化を抑制することが可能となり好ましい。また、ダイ本体３２に冷却区画を設けても良い。クラッド３５の温度の制御は、例えば、温調機（例えば、水，不凍液，オイルなどの液体や、電子冷却などを使用した冷却装置）をダイ本体３２に取り付けてもよいし、ダイ本体３２の自然空冷により冷却してもよい。ダイ本体３２に加熱装置が設置されている場合は、冷却装置は加熱装置の位置よりも下流に取り付けるのが好ましい。
【００５８】
次に、アウターダイ減圧吸引方式について説明する。なお、図３には、溶融押出装置の製造ライン４０の一例を示し、図４には成形ダイスの断面図の一例を示す。
【００５９】
図３に示す製造ライン４０は、溶融押出装置４１と、押出しダイス４２と、成形ダイス４３と、冷却装置４４と、引取装置４５とを備える。ペレット投入ホッパ４６から投入された原料ポリマーは、溶融押出装置内部４１ａで溶融され、押出しダイス４２によって押出され、成形ダイス４３に送り込まれる。成形ダイス４３には真空ポンプ４７が取り付けられている。押出速度Ｓは、０．１≦Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）≦１０の範囲が好ましく、より好ましくは０．３≦Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）≦５．０であり、最も好ましくは０．４≦Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）≦１．０である。しかしながら、押出速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）は、前述した範囲に限定されるものではない。
【００６０】
図４の成形ダイス４３は、成形管５０を備えており、成形管５０に原料ポリマー５１を通すことにより、原料ポリマー５１が成形され円筒中空形状のクラッド５２が得られる。成形管５０には、多数の吸引孔５０ａが設けられていて、成形管５０の外側に設けられた減圧チャンバ５３を真空ポンプ４７により減圧することで、クラッド５２の外壁面が、成形管５０の成形面（内壁面）５０ｂに密着するために、クラッド５２の肉厚が一定になって成形される。なお、減圧チャンバ５３内の圧力（絶対圧力）は、２０ｋＰａ〜５０ｋＰａの範囲とすることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。また、成形ダイス４３の入口に、クラッド５２の外径を規定するためのスロート（外径規定部材）５４を取り付けることが好ましい。
【００６１】
成形ダイス４３により形状が調整されたクラッド４２は、冷却装置４４に送られる。冷却装置４４には、多数のノズル６０が備えられている。ノズル６０から冷却水６１をクラッド５２に向けて放水する。これによりクラッド５２が冷却されて固化する。冷却水６１は、受け器６２で回収して、排出口６２ａから排出される。クラッド５２は、冷却装置４４から引取装置４５により引き出される。引取装置４５には、駆動ローラ６５と加圧ローラ６６とが備えられている。駆動ローラ６５には、モータ６７が取り付けられており、クラッド５２の引取速度の調整が可能になっている。また、クラッド５２を挟んで駆動ローラ６５と対向して配置されている加圧ローラ６６により、クラッド５２の微小な位置のずれを修正することが可能となっている。この駆動ローラ６５の引取速度と溶融押出装置４１の押出速度とを調整したり、加圧ローラ６６によるクラッドの移動位置を微調整したりすることにより、クラッド５２の形状、特に肉厚を均一にすることが可能となる。なお、必要に応じて、駆動ローラ６５と加圧ローラ６６はベルト状にすることも出来る。
【００６２】
クラッドは、機械的強度向上や難燃性などの多種の機能性を付与させるために複層からなっていてもよく、内壁の算術平均粗さが特定の範囲の中空管を作製した後、その外壁面をフッ素樹脂等によって被覆することもできる。
【００６３】
得られるクラッドの外径Ｄ１は光学特性や生産性の観点から、Ｄ１≦５０ｍｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは２≦Ｄ１（ｍｍ）≦３０の範囲である。さらに、クラッド部の肉厚ｔは、形状を保つことができる限りにおいて薄くすることが可能であるが、２≦ｔ（ｍｍ）≦２０の範囲であることが好ましい。しかしながら、本発明において、それらの範囲は、前述したものに限定されるものではない。
【００６４】
アウターコア層の原料となる重合性モノマー等の具体例については、インナーコア部の具体例と同様である。アウターコア層は、主にインナーコア部製造のために設けられるものであり、その厚みはインナーコア部の塊状重合に必要な程度の厚みであればよく、塊状重合の進行によって屈折率を有するインナーコア部と合一となり単独の層として存在しない、単なるコア部となっていてもよい。そのため、コア部形成前に設けるアウターコアの厚みとしては、塊状重合を行うためにコア部重合前に０．５ｍｍ〜１ｍｍ以上あればよく、その上限は充分な屈折率分布が形成できる空間が残る程度まで厚くしても構わないのでプリフォームのサイズに応じて選択することができる。
【００６５】
前記１重または２重円筒形状の重合体からなる構造体は、コア部（インナーコア部）の原料となる重合性組成物を注入できるように、底部を有しているのが好ましい。また、底部を前記円筒管を構成している重合体と密着性および接着性に富む材質であるのが好ましい。また、底部を前記円筒管と同一の重合体で構成することもできる。重合体からなる底部は、例えば、重合容器を回転させて重合する前、もしくは、いずれかの方法による中空管形成後に、重合容器を垂直に静置した状態で、重合容器内に少量の重合性モノマーを注入し、重合することによって形成することができる。
【００６６】
前記回転重合後に、残存するモノマーや重合開始剤を充分に反応させることを目的として、該回転重合の重合温度より高い温度で得られた中空管に加熱処理を施してもよく、所望の中空管が得られた後、未重合の組成物を取り除いてもよい。
【００６７】
（第２工程）
第２工程では、前記中空管内に充填された重合性組成物中の重合性モノマーを重合させて、コア部（またはインナーコア部）を形成する。界面ゲル重合法では、前記重合性モノマーの重合は、前記中空管の内壁面から断面の半径方向、中心に向かって進行する。２種以上の重合性モノマーを用いた場合は、前記中空管を構成している重合体に対して親和性の高いモノマーが前記中空管の内壁面に偏在して主に重合し、前記モノマーの比率の高い重合体が形成される。中心に向かうに従って、形成された重合体中の前記親和性の高いモノマーの比率は低下し、他のモノマーの比率が増加する。このようにして、コア部となる領域内にモノマー組成の分布が生じ、その結果、屈折率の分布が導入される。また、重合性モノマーに屈折率調整剤を添加して重合すると、特許３３３２９２２号公報に記載されているように、コア液が中空管内壁を溶解し、内壁面を構成している重合体が膨潤してゲルを構成しながら、重合が進む。このとき、前記中空管を構成している重合体に対して親和性の高いモノマーが前記中空管表面に偏在して重合し、外側には屈折率調整剤濃度が低い重合体が形成される。中心に向かうに従って、形成された重合体中の該屈折率調整剤の比率は増加する。このようにして、コア部となる領域内に屈折率調整剤の濃度分布が生じ、その結果、屈折率の分布が導入される。
【００６８】
また、重合性モノマーの重合速度および重合度を、重合開始剤および所望により添加される連鎖移動剤によって制御し、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、得られた重合体を延伸により線引して、ＰＯＦとする場合は、連鎖移動剤によって製造される重合体の分子量（好ましくは１万〜１００万、より好ましくは３万〜５０万）を調整すれば、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。
【００６９】
本工程では、形成されるコア部となる領域に屈折率の分布が導入されるが、屈折率が互いに異なる部分間は熱挙動も互いに異なる。そのため重合を一定温度で行うと、その熱挙動の違いからコア部となる領域には、重合反応に対して発生する体積収縮の応答性が変化し、プリフォーム内部に気泡が混入する。もしくはミクロな空隙が発生し、得られたプリフォームを加熱延伸した際に多数の気泡が発生する現象が生じる可能性がある。重合温度が低過ぎると、重合効率が低下する。また、生産性を著しく損ない、重合が不完全となって光透過性が低下し、作製される光学部材の光伝送性能を損なう。一方、初期の重合温度が高過ぎると、初期の重合速度が著しく上昇し、コア部となる領域の収縮に対して応答緩和できず、気泡発生の傾向が著しくなる。
【００７０】
そこで、初期の重合温度を下記関係式を満たす温度Ｔ１（℃）に維持し、重合速度を減少させて初期重合における体積収縮性の応答緩和性を改善することが好ましい。
Ｔｂ（℃）−１０℃≦Ｔ１（℃）≦Ｔｇ（℃）
Ｔｂ（℃）は前記重合性モノマーの沸点を示し、Ｔｇ（℃）は前記重合性モノマーの重合体のガラス転移点（ガラス転移温度）を示す。また、温度Ｔ１（℃）を初期重合温度と称する。これらは、以下の説明においても同様である。
【００７１】
初期重合時間Ｔ１（℃）を維持して重合した後に、下記関係式を満たす重合温度Ｔ２（℃）まで昇温して、さらに重合する。
Ｔｇ（℃）≦Ｔ２（℃）≦Ｔｇ（℃）＋４０（℃）
Ｔ１（℃）＜Ｔ２（℃）
重合温度Ｔ２（℃）まで昇温して重合を完結すると、光透過性が低下するのを防止でき、光伝送能の良好なプリフォームが得られる。また、プリフォームの熱劣化や解重合の影響を抑制しつつ、内部に存在するポリマー密度の揺らぎを解消し、プリフォームの透明性を向上させることができる。ここで重合温度Ｔ２（℃）は、Ｔｇ（℃）以上（Ｔｇ＋３０）℃以下であることがより好ましく、（Ｔｇ＋１０）℃程度で行うことが特に好ましい。重合温度Ｔ２（℃）がＴｇ（℃）未満であると、この効果を得ることはできず、（Ｔｇ＋４０）℃を超えてしまうと、熱劣化や解重合により、プリフォームの透明性が低下する傾向がある。さらに屈折率分布型のコア部を形成する場合は、屈折率分布が崩れてしまい、光ファイバとしての性能が顕著に低下する。
【００７２】
重合温度Ｔ２（℃）での重合は、重合開始剤が残留しないように、重合が完結するまで行うことが好ましい。プリフォーム内に未反応の重合開始剤が残っていると、プリフォーム加工時、特に溶融延伸において、加熱された未反応の重合開始剤が分解して気泡などを発生するおそれがあるため、重合開始剤の反応を終了させておくのが好ましい。重合温度Ｔ２（℃）の保持時間は、用いる重合開始剤の種類によって好ましい範囲が異なり、重合温度Ｔ２（℃）での重合開始剤の半減期時間以上とするのが好ましい。
【００７３】
重合性モノマーの沸点をＴｂ（℃）とした場合に、重合開始剤として十時間半減期温度が（Ｔｂ−２０）℃以上である化合物を用いることが好ましい。また、前記関係式を満たす初期重合温度Ｔ１（℃）で該重合開始剤の半減期の１０％以上の時間（好ましくは２５％の時間）重合することも、同様な観点から好ましい。十時間半減期温度が（Ｔｂ−２０）℃以上である化合物を重合開始剤として用い、前記初期重合温度Ｔ１（℃）で重合すると、初期の重合速度を減少させることができる。また、前記初期重合温度Ｔ１（℃）で、前記重合開始剤の半減期時間の１０％以上の時間まで重合することにより、初期重合における体積収縮応答に対し圧力により速やかに追随させることができる。前記条件とすることで、初期重合速度を減少させ、初期重合における体積収縮応答性を向上させることができ、その結果、プリフォーム中の体積収縮による気泡混入を軽減することができ、生産性を向上させることができる。なお、重合開始剤の十時間半減期温度とは、重合開始剤が分解して、十時間でその数が１／２になる温度をいう。
【００７４】
前記条件を満たす重合開始剤を用いて、初期重合温度Ｔ１（℃）で前記開始剤の半減期時間の１０％以上の時間重合する場合、重合を完結するまで初期重合温度Ｔ１（℃）に維持してもよい。しかしながら、光透過性の高い光学部材を得るには、初期重合温度Ｔ１（℃）より高い重合温度Ｔ２（℃）に昇温して、重合を完結することが好ましい。昇温時の温度は前記関係式を満たす重合温度Ｔ２（℃）であることが好ましく、より好ましい温度範囲も前述の通りであり、重合温度Ｔ２（℃）の保持時間の好ましい範囲も前述の通りである。
【００７５】
本工程において、重合性モノマーとして、沸点Ｔｂ（℃）が、１００℃のメチルメタクリレート（ＭＭＡ）を用いた場合、十時間半減期温度が（Ｔｂ−２０）℃以上の重合開始剤としては、前述の例示した重合開始剤のうち、ＰＢＤおよびＰＨＶが該当する。例えば、重合性モノマーとしてＭＭＡを用い、重合開始剤としてＰＢＤを用いた場合は、初期重合温度Ｔ１（℃）を１００℃〜１１０℃に４８時間〜７２時間維持し、その後に重合温度Ｔ２（℃）を１２０℃〜１４０℃まで昇温して２４時間〜４８時間重合するのが好ましい。また、重合開始剤としてＰＨＶを用いた場合は、初期重合温度Ｔ１（℃）を１００℃〜１１０℃に４時間〜２４時間維持し、重合温度Ｔ２（℃）を１２０℃〜１４０℃まで昇温して２４時間〜４８時間重合するのが好ましい。なお、昇温は段階的に行っても、連続的に行ってもよいが、昇温にかける時間は短いほうがよい。
【００７６】
本工程においては、特開平９−２６９４２４号公報記載のように加圧するもしくは特許３３３２９２２号に記載されているように減圧して重合を行っても良く、更には、重合工程で状況に応じて圧力を変化させてもよい。これらの操作により、重合性モノマーの沸点Ｔｂ（℃）近傍の温度である前記関係式を満たす初期重合温度Ｔ１（℃）および重合温度Ｔ２（℃）での重合の重合効率を向上させることができる。加圧状態で重合を行う（以下、加圧状態で行う重合を「加圧重合」と称する）場合は、前記重合性モノマーを注入した中空管を治具の中空部に挿入して、治具に支持された状態で重合を行うのが好ましい。さらに、重合前の重合性モノマーを減圧雰囲気で脱水・脱気することでさらに気泡の発生を低減させることができる。
【００７７】
前記治具は、前記中空管を挿入可能な中空を有する形状であり、前記中空部は前記中空管と類似の形状を有しているのが好ましい。即ち、前記治具も円筒形状であるのが好ましい。治具は、加圧重合中に前記中空管が変形するのを抑制するとともに、加圧重合が進むに従ってコア部となる領域が収縮するのを緩和可能に支持する。従って、治具の中空部は、前記中空管の外径より大きい径を有し、前記中空管を非密着状態で支持するのが好ましい。前記治具の中空部は、前記中空管の外径に対して０．１％〜４０％だけ大きい径を有していることが好ましく、１０％〜２０％だけ大きい径を有していることがより好ましい。
【００７８】
前記中空管を治具の中空部に挿入した状態で、重合容器内に配置することができる。重合容器内において、前記中空管は、円筒の高さ方向を垂直にして配置されるのが好ましい。前記治具に支持された状態で前記中空管を、重合容器内に配置した後、前記重合容器内を加圧することができる。加圧させる場合は窒素などの不活性ガスで重合容器内を加圧し、不活性ガス雰囲気下で加圧重合を進行させるのが好ましい。重合時の加圧の好ましい範囲については、用いるモノマーによって異なるが、重合時の圧（ゲージ圧）は、一般的には０．０５ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度が好ましい。
【００７９】
本発明において、コア部の作製方法は、前記各方法に限定されるものではない。例えば、インナーコアまたはコアを回転させながら界面ゲル重合を行う回転重合法により形成できる。なお、説明はインナーコアを形成する例で行う。アウターコアが形成されているクラッドパイプの中空内にインナーコア液を注入する。その後に、その一端を密閉し回転重合装置内に水平状態（クラッドパイプの高さ方向が水平になる状態）として回転させながら重合を行う。このときに、インナーコア液の供給は一括でも良いし、逐次や連続して供給しても良い。インナーコア用重合性組成物の供給量，組成，重合度を調整することで、連続して屈折率分布を有するグレーデッドインデックス型（ＧＩ型）のほかに、階段状の屈折率分布を有するマルチステップ型光ファイバの製造方法にも適用できる。なお、本発明において、この重合方法をコア部回転重合法（コア部回転ゲル重合法）と称する。
【００８０】
前記コア部回転重合法は、重合を行っている際に、界面ゲル重合法に比べてコア液の表面積を大きく取れるので、コア液から発生する気泡の脱気が容易に行われる。そのため、得られるプリフォーム内に泡の含有が抑制される。また、コア部回転重合法によりコア部を形成すると、その中心部が中空になるプリフォームが得られる場合がある、そのプリフォームをプラスチック光学部材、特にＰＯＦに用いる際には、溶融延伸時にその中空が塞がれつつ延伸されるので特に問題は生じない。また、前記プリフォームを他の光学部材、例えばプラスチックレンズに用いる際には、プリフォームの中空部を塞ぐように溶融延伸を行うことで、中心部の中空が閉塞されたプリフォームを得ることができ、このプリフォームからプラスチックレンズなども作製することが可能となる。
【００８１】
なお、第２工程終了時において、冷却操作を圧力の制御下において一定の冷却速度で行うことによって、重合後に発生する気泡を抑制することができる。コア部重合時に窒素などの不活性ガスで重合容器内を加圧し、不活性ガス雰囲気下で加圧重合を進行させることが、コア部の圧力応答のために好ましい。しかし、基本的にプリフォーム中から気体を完全に抜くことは不可能であり、冷却工程などでポリマーが急激に収縮すると空隙に気体が凝集し気泡核が形成されて気泡の発生を招いてしまう。これを防ぐには冷却工程で冷却速度を０．００１℃／分〜３℃／分程度に制御することが好ましく、０．０１℃／分〜１℃／分程度に制御することがより好ましい。この冷却操作はポリマーのガラス転移温度Ｔｇ（℃）、特にコア領域のガラス転移温度Ｔｇ（℃）に近づく過程でのポリマーの体積収縮の進行に応じて、２段以上で行っても良い。この場合、重合直後は冷却速度を速くし、徐々に緩やかにしていくことが好ましい。
【００８２】
以上の操作によって得られたプリフォームは、均一な屈折率の分布および充分な光透過性を有するとともに、気泡およびマクロ空隔等の発生は抑制されている。また、光を反射してＰＯＦ内部に閉じ込めるクラッド部またはアウターコア部とコア部との界面の平滑性が良好となる。また、１層のアウターコア部を有する円筒形状のプリフォームの作製方法を示したが、アウターコア部は２層以上であってもよい。また、アウターコア部は、界面ゲル重合や延伸等によって光ファイバの形態となった後は、インナーコア部と一体になり、双方が識別できなくなっていてもよい。
【００８３】
得られたプリフォームを種々の形態に加工することによって、種々のプラスチック光学部材を作製することができる。例えば、プリフォームを軸方向に垂直にスライスすれば断面が凹凸を有しない円盤状もしくは円柱状のレンズを作製することができる。また、プリフォームを溶融延伸することによりＰＯＦを作製することができる。このとき、プリフォームのコア部となる領域が屈折率分布を有する場合は、均一な光伝送能を有するＰＯＦを生産性高くしかも安定的に製造することができる。
【００８４】
[延伸によるプラスチック光ファイバの製造]
（第３工程）
第３工程である溶融延伸は、例えば、プリフォームを加熱炉（例えば円筒状の加熱炉）等の内部を通過させることによって加熱し、溶融させた後、引き続き連続して延伸紡糸する。加熱温度は、プリフォームの材質等に応じて適宜決定することができるが、一般的には、１８０℃〜２５０℃が好ましい。延伸条件（延伸温度等）は、得られたプリフォームの径、所望のＰＯＦの径および用いた材料等を考慮して、適宜決定することができる。特に、屈折率分布型ＰＯＦにおいては、その断面の中心方向から円周に向け屈折率が変化する構造を有するため、この分布を破壊しないように、均一に加熱且つ延伸紡糸する必要がある。従って、プリフォームの加熱には、プリフォームを断面方向において均一に加熱可能である円筒形状の加熱炉等を用いることが好ましい。また、加熱炉は延伸軸方向に温度分布を持つことが好ましい。溶融部分が狭いほど屈折率分布の形状が歪みにくく収率が上がるため好ましい。具体的には溶融部分の領域が狭くなるように溶融領域の前後では、予熱と徐冷を行うことが好ましい。さらに、溶融領域に用いる熱源としてはレーザーのような狭い領域に対しても高出力のエネルギーを供給できるものがより好ましい。
【００８５】
延伸は線形とその真円度を維持させるため、中心位置を一定に保つ調芯機構を有する延伸紡糸装置を用いて行うのが好ましい。延伸条件を選択することによりＰＯＦを構成する重合体の配向を制御することができ、線引きで得られるＰＯＦの曲げ性能等の機械特性や熱収縮などを制御することもできる。
【００８６】
図５にＰＯＦを製造するための製造設備７０を示す。プリフォーム１２はＸＹ調芯装置７２を介してプリフォーム上下用アーム（以下、アームと称する）７３に懸架されている。アーム７３は、プリフォーム上下用スクリュー（以下、スクリューと称する）７４の回転によって鉛直方向に上下に動く。プリフォーム１２を延伸する際は、スクリュー７４を一定速度で回転させて, アーム７３をゆっくり（例えば１ｍｍ／ｍｉｎから２０ｍｍ／ｍｉｎ）下降させる。これによりプリフォーム１２の先端が中空円筒状の加熱炉７５内に挿入される。プリフォーム１２は、その先端から少しずつ溶融されてプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）１４が得られる。なお、プリフォーム１２全体はフレキシブル円筒７７でカバーされていることが好ましい。フレキシブル円筒７７は、外部からの塵埃の侵入、付着防止及び空気の流れから遮蔽して、加熱される前のプリフォーム１２近傍の雰囲気を一定に保つ。また、加熱炉７５中の雰囲気気体の加熱による上昇気流の発生を,フレキシブル円筒７７の上部を袋小路にすることによって抑制するなどの効果がある。
【００８７】
加熱炉７５は、加熱炉外筒７８内に収納されている。製造設備７０外の雰囲気の影響を受けなくなり、延伸雰囲気が安定する。さらに、加熱炉外筒７８内の雰囲気を清浄なものとするためにクリーンガス導入装置７９を取り付けることがより好ましい。
【００８８】
ＰＯＦ１４を構成する重合体の劣化を防ぐため、加熱炉７５内を不活性ガス雰囲気とすることが好ましい。なお、ガスには、窒素ガス（熱伝導率０．０２４２Ｗ／（ｍ・Ｋ））及び希ガスであるヘリウムガス（熱伝導率０．１４１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）），アルゴンガス（熱伝導率０．００１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）），ネオンガスなどが好ましく用いられる。コストの点からは窒素ガスを用いることが好ましく、熱伝導効率の点からは、ヘリウムガスを用いることが好ましい。また、数種類のガスを混合させた混合ガス（例えば、ヘリウムガスとアルゴンガスとの混合ガス）を用いることは、所望の熱伝導率のガスを得る目的やコスト低減を図ることもできるために好ましい。不活性ガスは加熱炉７５内を不活性な状態に保ち熱伝導を調整するために用いるので、循環利用しても良い。それによりガスの媒体コストを低減することができる。不活性ガスの好ましい供給量は、加熱条件やガスの種類によって異なるが、例えばヘリウムガスを用いる場合には、１Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎ（温度が室温のときの換算値）とすることが好ましい。
【００８９】
加熱炉外筒７８の上面及び下面のプリフォーム入口及びＰＯＦ出口も出来る限り遮蔽して、外部環境の影響を受けなくするのが良い。そのために、プリフォーム入口及びＰＯＦ出口にシャッタ８０，８１を取り付けることが好ましい。シャッタ８０，８１の開閉を制御することで、出入口の隙間を限りなく小さくすることが好ましい。または、摺動性能,耐熱性能等に優れている素材により完全にシールしても良い。
【００９０】
ＰＯＦ１４は、線径測定装置８２で線径が測定される。線径が所定の値になるように、アーム７３の下降速度、加熱炉７５での加熱温度、ＰＯＦ１４の引取り速度などを制御する。その制御は、線径ムラが生じることによる損失を減少させるため応答性が良い制御系を選ぶことが好ましい。図５に示されている製造設備７０では、巻取リール８３での巻取速度を変化させることで制御している。なお、製造設備によっては他の箇所を調整することで線径変動を抑制する制御を行っても良い。例えば、プリフォームの加熱をレーザー加熱などのレスポンスが良い方法で行う際には、加熱熱量を制御しても良い。
【００９１】
線引時の張力は、特開平７−２３４３２２号公報に記載されているように、ＰＯＦ１４を配向させるために０．０９８Ｎ以上とすることが好ましい。また、特開平７−２３４３２４号公報に記載されているように、溶融延伸後にＰＯＦ１４に歪みを残さないようにするために０．９８Ｎ以下とすることが好ましい。但し、これら線引き時の張力は得られるＰＯＦの直径やＰＯＦを構成する材質により異なるため前記条件に限定されるものではない。また、特開平８−１０６０１５号公報に記載されているように、溶融延伸の際に予備加熱工程を実施する方法などを採用することもできる。以上の方法によって得られるＰＯＦの破断伸びや硬度については、特開平７−２４４２２０号公報に記載の様に規定することでＰＯＦの曲げや側圧特性を改善することができる。また、特開平８−５４５２１号公報のように低屈折率の層を外周に設けて反射層として機能させてさらに伝送性能を向上させることもできる。
【００９２】
［プラスチック光ファイバコード］
ＰＯＦに直接被覆を施してプラスチック光ファイバコードを得ることができる。被覆の形態としては大きく分けて、ＰＯＦに直接被覆を施す際に延伸工程に続けて被覆を連続して行う方法と、得られたＰＯＦに対して別途、被覆工程を施す方法がある。連続して行う方法はＰＯＦに連続して被覆が施す事ができるので単芯のファイバ被覆の際は工程数が減るため好ましく、別途、被覆工程を設ける際は、後述のルース型被覆、比較的厚い被覆、多層の被覆、複数のファイバからなるコードの作成等がより容易に可能となるので好ましい。
【００９３】
[被覆の構造] 
ＰＯＦ，光ファイバ素線及び光ファイバ心線を被覆することにより、プラスチック光ファイバケーブルが得られる。その際にその被覆の形態として、最外層の被覆材とＰＯＦなどとの界面が全周にわたって接して被覆されている密着型の被覆と、最外層の被覆材とＰＯＦなどとの界面に空隙を有するルース型被覆がある。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。
【００９４】
しかし、ルース型の被覆の場合、最外層被覆材とＰＯＦなどとが密着していないので、被覆内のＰＯＦなどが動いてしまうということもあるが、光ファイバケーブルにかかる応力や熱を始めとするダメージの多くを空隙層や被覆層で緩和させることができる。そのため、ＰＯＦにかかるダメージを軽減させることができ、使用目的によっては好ましく用いることができる。水分の伝播については、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で、端面からの水分伝播を防止でき、かつ、これらの半固体や粉粒体に耐熱や機械的機能の向上などの水分伝播防止と異なる機能をあわせ持つようにすることでより高い性能の被覆を形成できる。なお、ルース型の被覆を製造するには、クロスダイヘッドの押出口ニップルの位置を調整し減圧装置を加減することで空隙層を作ることができる。空隙層の厚みは前述のニップル厚みと空隙層を加圧／減圧することで調整可能である。また、このルース型の被覆において、プラスチック光ファイバと被覆層の収縮率が異なる場合、本発明によるアニール工程は特に有効に作用する。
【００９５】
これら被覆に用いられる被覆用材料としては、具体的に以下の材料を挙げることができる。一般的な被覆用素材として熱可塑性樹脂素材が挙げられる。これらの素材の例としては、ポリエチレン(ＰＥ)ポリプロピレン(ＰＰ)、塩化ビニル(ＰＶＣ)、エチレン酢酸ビニル共重合体(ＥＶＡ)、エチレン−アクリル酸エチル共重合体(ＥＥＡ)、ポリエステル、ナイロンなどが挙げられる。
【００９６】
上記の熱可塑性樹脂以外に各種エラストマーを用いる事もできる。これらは高い弾性を有しているため、曲げなどの機械的な特性付与の観点でも効果がある。これらエラストマーの例としては、イソプレン系ゴム，ブタジエン系ゴム，ジエン系特殊ゴム等の各種ゴムや、室温では流動性を示すが加熱によりその流動性が消失して硬化するポリジエン系やポリオレフィン系等の液状ゴム、室温ではゴム弾性を示し、高温では可塑化されて成形が容易である物質群である各種熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）などが挙げられる。
【００９７】
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も用いることができる。例えば、国際公開第９５／２６３７４号パンフレットに記載の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。
【００９８】
前記列記した素材は、ＰＯＦ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として組み合わせて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。また、これら素材は被覆時に生じる配向などによって収縮を生じることがあり、本発明のアニール工程によってそれを抑制することができる。
【００９９】
本発明に用いられるＰＯＦは、さらに、必要に応じて上記の保護層を１次被覆層とし、外周にさらに２次（または多層）被覆層を設けても良い。１次被覆が充分な厚みを有している場合には、１次被覆の存在により熱ダメージが減少するため、２次被覆層の素材の硬化温度の制限は、１次被覆層を被覆する場合に比べて、緩くすることができる。２次被覆層には前述と同様に、難燃剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、昇光剤、滑剤などを導入してもよい。
【０１００】
なお、難燃剤については臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤や燐含有のものがあるが、燃焼時の毒性ガス低減などの安全性の観点で難燃剤として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を好ましく使うことができる。金属水酸化物はその内部に結晶水として水分を有しており、またその製法過程での付着水が完全に除去できないため、低吸湿性の素線や低次被服層ではない場合、金属水酸化物による難燃性被覆は１次被覆層の外層に耐湿性被覆を設けてその外層にさらに被覆層として設けることが望ましい。
【０１０１】
難燃性の規格として、ＵＬ(Underwriters Laboratory)ではいくつかの試験方法を決めており、それぞれ難燃性能の低い順から、ＣＭＸ（燃焼試験は一般にVW-1 試験と言われている）、ＣＭ（垂直トレイ燃焼試験）、ＣＭＲ（ライザー試験）、ＣＭＰ（プレナム試験）などのグレードが設定されている。プラスチック光ファイバの被覆の場合、芯材であるプラスチック光ファイバは可燃性素材で出来ているので、火災時に延焼を防ぐためにＶＷ−１の規格を有したコードまたはケーブルであることが好ましい。
【０１０２】
まず、ＰＯＦに直接被覆を施す方法について説明する。ＰＯＦ１４は、樹脂塗布装置８４で樹脂が被覆される。樹脂には、熱溶融性樹脂が用いられる。溶融された樹脂をＰＯＦ１４に被覆した後に温調機８５で溶融樹脂を硬化させる。樹脂に熱溶融性樹脂を用いる場合には、温調機８５には冷却装置を用いる。なお、被覆用樹脂に熱硬化性樹脂を用いることもできる。その場合には、温調機８５には、加熱装置を設ける。そして、熱硬化性樹脂をＰＯＦに被覆した後に加熱装置で加熱固化させる。温調機８５に冷却装置、加熱装置のいずれを用いた場合にも伝熱媒体として、液体または気体を用いることができる。しかしながら、液体の方が, 伝熱効率の点で有利なので、水冷方式や温水方式が好ましい。なお、図５の製造設備７０には温調機８５に冷却装置を用い、冷却用ガス導入装置８６を取り付けて冷却ガスにより冷却する形態を示している。このようにＰＯＦ１４を樹脂で被覆することでプラスチック光ファイバ心線（光ファイバ心線）１６が得られる。
【０１０３】
樹脂塗布装置８４により塗布直後に外径測定装置（以下、上流側外径測定装置と称する）８８で光ファイバ心線１６の外径が測定される。そして、温調機８５で固化した後にも外径測定装置（以下、下流側外径測定装置と称する）８９により光ファイバ心線１６の外径が測定される。上流側及び下流側外径測定装置８８，８９で測定される光ファイバ心線１６の外径値に基づき温度条件などが調整される。
【０１０４】
延伸速度が速くなる（例えば、１５ｍ／ｍｉｎ以上）と、ＰＯＦ１４が液体である溶融樹脂の粘度抵抗を受ける場合がある。その際にはＰＯＦ１４の被覆時の張力が過大となる。それにより伝送損失が増加したり、ＰＯＦ１４の伸びが発生し線径ムラが生じたりするおそれがある。そのため、ＰＯＦの線径、被覆速度（延伸速度）などを勘案して実験条件を規定する必要がある。例えば、比較的常温に近い低めの温度（５０℃〜９０℃）で硬化する重合性組成物、例えば自己硬化性を有する熱硬化性ウレタンエラストマーなどの様に、あまり熱量も必要としない樹脂を硬化させる場合には、温調機８５に加熱装置を用いて加熱用ガスを流しても良い。加熱用ガス導入装置から清浄な空気、または窒素、炭酸ガスなどの不活性ガスを供給する。なお、比熱の大きなガスを用いて伝熱効率を上げる必要がある場合はヘリウムなども用いることができる。
【０１０５】
プリフォーム１２を延伸してＰＯＦ１４として固化するまでの雰囲気は清浄に保つ必要がある。雰囲気中に塵埃があると、それが付着した際に、プリフォーム１２の延伸が均一に出来なくなったり、溶融状態のプリフォーム１２に貼りついてコブ状異物になったり、ＰＯＦ１４の均一性、ひいては光学性能まで悪影響を及ぼす。このためクリーンボックス９０によってＰＯＦ１４の雰囲気を清浄に保つことが好ましい。クリーンボックス９０には、クリーンガス導入装置９１が取り付けられている。クリーンガス導入装置９１からクリーンガスをクリーンボックス９０内に導入することでクリーンボックス９０内のクリーン度を所定の値に保つ。クリーン度としてはクラス１００００以下が好ましく、３０００以下がより好ましい。なお、図５では省略しているが、クリーンガス導入装置９１にＨＥＰＡフィルタ等に通して塵埃を捕集した清浄空気を供給, 循環させる装置を設けることが好ましい。
【０１０６】
ＰＯＦ１４に樹脂が被覆された光ファイバ心線１６は、巻取リール８３に巻き取られる。このときに被覆された光ファイバ心線１６の張力を張力測定装置９２で測定してリール駆動装置９３で張力を制御しながら巻取リール８３に巻き取ることが好ましい。例えば、クラッド外径が３１６μｍの被覆された光ファイバ心線１６の場合には、延伸張力が０．９８Ｎ以上だと、固化する途中の光ファイバ心線１６が高い張力によって再延伸される。これにより、ＰＯＦ１４及び／又は光ファイバ心線１６の線径のムラが発生することがある。線径のムラが発生すると、伝送損失の悪化を招くとともに機械的強度が低下する。
【０１０７】
ＰＯＦ１４を被覆する方法は、前記延伸後に連続的に塗布する方法の他に押出法で行うこともできる。図６に用いられる被覆ライン１７０を示す。プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）１７１は、送出機１７２より送り出される。温調機１７３でＰＯＦ１７１を所望の温度とした後に溶融樹脂を走行するＰＯＦに対して押し出して被覆するダイスを有する被覆装置１７４によりＰＯＦ１７１に被覆材（熱可塑性樹脂）を被覆してプラスチック光ファイバ心線（光ファイバ心線）１７５を得る。加熱された溶融樹脂が持つ熱のダメージを緩和するため光ファイバ心線１７５は、水槽１７６で冷水により冷却することが好ましい。この場合には、その後に水分除去装置１７７により水分を除去する。なお、光ファイバ心線１７５の冷却は、水槽に限定されず他の装置を用いることもできる。そして、ローラ１７８により光ファイバ心線１７５は搬送されて巻取機１７９に巻き取られる。なお、図６では、ＰＯＦ１７１が送出機１７２から供給される形態を示したが、本発明に用いられる被覆ラインは図示した形態に限定されるものではない。例えば、被覆ライン１７０には従来から知られている電気ケーブルや石英ガラス製光ファイバと同様な被覆ラインや、特開２００３−２７０４５３号公報、特開２００４−２９３３８号公報などに記載されている被覆装置や被覆方法を適用できる。
【０１０８】
［プラスチック光ファイバケーブルの製造方法］
複数のファイバコードを１本にまとめたり、被覆層に複数の機能を付与させるために、さらに様々な機能を有する被覆を積層させたケーブルに加工することができる。例えば、前述の難燃化以外に、外部からの光の入射によるノイズ防止および識別のための着色や、吸湿を抑制するためのバリア層や水分を除去するための吸湿材料、例えば吸湿テープや吸湿ジェルを被覆層内や被覆層間に有することができ、また可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や発泡層等の緩衝材、剛性を向上させるための強化層など、用途に応じて選択して設けることができる。樹脂以外にも構造材として、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。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、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組み込むことができる。
【０１０９】
また、プラスチック光ケーブルの形状は使用形態によって、ＰＯＦまたはプラスチック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使用形態が選ばれる。複数の素線を使いケーブル状に加工する際も、独立した被覆工程のラインの構成を利用して製造することができる。
【０１１０】
図７に本発明に係るプラスチック光ファイバケーブル原反に用いられる被覆ライン１００を示す。なお、被覆ライン１００は、図５の製造設備７０に直結して延伸,被覆をオンラインで行うこともできる。
【０１１１】
被覆ライン１００は、従来から知られている電気ケーブルや石英ガラス製光ファイバと同様な被覆ラインを使用することができる。プラスチック光ファイバ心線１６は、送出機１０１より送り出される。また、緩衝材１７は、送出機１０４にリール状に巻かれている。緩衝材としては、抗張力繊維であるアラミド繊維などが挙げられる。なお、緩衝材１７は、通常複数本が同時に光ファイバ心線１６の外周面に設けられるが、図７では省略して図示している。また、抗張力繊維と共に防水材である繊維，またはフィラーを光ファイバ心線１６の外周部に設けることも可能である。
【０１１２】
緩衝材１７は、配設機１０５により光ファイバ心線１６の外周部に配設される。その後に被覆装置１０６により最外層が被覆される。以下、最外層被覆心線１０７と称する。最外層被覆心線１０７は、冷却水槽１０８で冷水により冷却した後に水分除去装置１０９により水分が除去される。なお、最外層被覆心線１０７の冷却は、水槽に限定されず他の装置を用いることもできる。そして、ローラ１１０により、プラスチック光ファイバケーブル原反（以下、ケーブル原反と称する）１９が搬送されて巻取リール１１１に巻き取られる。
【０１１３】
（アニール工程）
本発明においては、被覆層の付与後被覆の収縮率緩和のためにアニール工程を行う。アニール工程はＰＯＦに被覆を施した光ファイバコードや前記コードをケーブル加工した光ファイバケーブルのどちらについても行うことができる。そこで、光ファイバケーブルのアニール方法を例として説明する。アニール工程２０ではケーブル原反１９をアニール処理してプラスチック光ファイバケーブル（光ファイバケーブル）２１を得る。なお、アニール工程２０は、図７の水分除去装置１０９と巻取リール１１１との間に加熱炉（図示しない）を設けて連続式で行っても良いし、ケーブル原反１９を巻き取った後にバッチ式で行っても良い。なお、本工程は収縮の応答の観点から、巻取り後に行うことが好ましい。
【０１１４】
アニール工程２０によるケーブル原反１９のアニール温度は特に限定されるものではない。しかしながら、ＰＯＦ１４を構成する素材によって、温度条件を特に高温とした場合に、ＰＯＦ１４の変形，特性変化が生じるおそれがある。特にこれら変形，特性変化はＰＯＦ１４をポリマーから形成してある場合に顕著であり、さらにコア部がポリマーである場合に特に顕著となる。そこで、そのポリマーがガラス転移温度Ｔｇ（℃）を有するもの（例えば、ＰＭＭＡなど）の場合には、アニール温度をガラス転移温度Ｔｇ（℃）未満とすることが好ましい。なお、ポリマーがガラス転移温度Ｔｇ（℃）を有さないものの場合や、略室温以下である場合（例えば、ＰＶＤＦ（−４０#Ｃ）など）である場合には、融点Ｔｍ（℃）（例えば、ＰＶＤＦでは約１９０℃）未満とすることが好ましい。また、より好ましくは（Ｔｇ−５）℃以下または（Ｔｍ−５０）℃以下とすることであり、最も好ましくは（Ｔｇ−１０）℃以下または（Ｔｍ−１００）℃以下とすることである。
【０１１５】
アニール温度の下限値も特に限定されるものではない。しかしながら、ポリマーを熱緩和させてポリマー分子の分子配向をならす目的から４０℃以上が好ましく、より好ましくは５０℃より高い温度とすることである。
【０１１６】
アニール時間は、特に限定されるものではないが、１時間より長く１００時間より短くすることが好ましく、より好ましくは５時間より長く５０時間より短くすることであり、最も好ましくは１０時間より長く２４時間より短くすることである。例えば、最外層にＰＶＣを用いた場合に、８時間以下であると熱緩和が十分に行われず、ＰＶＣ分子の配向制御が十分に行えない場合がある。また、１００時間以上であるとそれ以上長くアニールを行っても十分に分子配向制御がなされているため時間ロスが生じて生産性悪化の原因となる場合がある。さらに、最外層用ポリマーであるＰＶＣの一部が分解して、ＰＶＣの特性の悪化、例えば機械的強度の低下を招くおそれもある。
【０１１７】
アニール工程２０を行うことで、光ファイバケーブル２１の最外層を構成しているポリマーは熱緩和され、所望の配向状態を有するものとなる。これにより、光ファイバケーブル２１に熱が加えられることによる保護層と最外層との熱収縮率の差が極めて低減することになり、使用時に環境の影響によって長手方向による長さの変動を抑制できる。なお、本発明において、熱収縮率の差において、好ましい範囲は以下の方法で説明する値を用いることとする。光ファイバケーブル２１を所望の長さ（５００ｍｍ〜５０００ｍｍ）に切断し、光ファイバ心線１６と光ファイバケーブル２１との長さを測定する。なお、これらの長さは、光ファイバケーブルの長手方向に対して垂直に切断した場合には、同一長さとなる。その光ファイバケーブルを温度７０℃,湿度５０％に調整された加熱炉内に入れて時間放置する。その後に加熱炉の温度を４０℃,湿度を５０％として更に２時間放置する。以上の処理をもう一度行い、都合２サイクル行う。その後に、光ファイバ心線１６と光ファイバケーブル２１との長さを測定して収縮率を算出する。本発明によれば、それら収縮率の差を０．１％以内とすることが可能となる。その範囲であれば、光ファイバケーブル２１にコネクタを接続する際、又は接続して製品として用いている際にコネクタの脱離という不良が発生することを抑制できる。なお、前記試験方法を本発明ではヒートサイクル試験と称する。
【０１１８】
本発明に係るプラスチック光ファイバケーブル２１の断面を図８に示す。光ファイバケーブル２１の中心にはコア部１２１があり、その周囲をクラッド部１２２が覆っている。さらに、クラッド部１２２の外周部を保護層１２３で覆っている。そして、コア部１２１，クラッド部１２２及び保護層１２３からＧＩ型プラスチック光ファイバ心線（以下、ＧＩ型心線と称する）１６が構成されている。ＧＩ型心線１６は、そのままの形態でも光伝送体として用いることができるが、強度保証，損失安定性などを所望のものとするために緩衝層１２４及び最外層１２５が形成されている。緩衝層１２４には、後述するアラミド繊維のような抗張力体を用いることが好ましい。
【０１１９】
前述したアニール工程２０のアニール条件でアニールを行うためのプラスチック光ファイバケーブル２１の形態は、外径Ｄ１１が０．１ｍｍ〜１ｍｍのＧＩ型心線１６に外径Ｄ１２が０．５ｍｍ〜５ｍｍ,厚みｔ１１が０．１ｍｍ〜２ｍｍの最外層１２５が形成されていることが好ましく、より好ましくは外径Ｄ１２が０．７５ｍｍ〜３ｍｍ,厚みｔ１１が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、最も好ましくは、外径Ｄ１２が１．２ｍｍ〜２．２ｍｍ,厚みｔ１１が０．２ｍｍ〜１ｍｍの最外層１２５が形成されていることである。また、最外層１２５を形成するポリマーは、ポリ塩化ビニル，ポリエチレン，ナイロン，その他ポリアミド，ポリウレタン，ポリ酢酸ビニル，ポリイソプレンなどが好ましく、より好ましくはポリ塩化ビニル又はポリエチレンを用いることである。また、最外層１２５を形成するポリマーは、ホモポリマーに限定されずに、コポリマー（共重合体），混合ポリマーを用いることもできる。
【０１２０】
また、ＧＩ型心線１６の光導波路を構成するコア１２１とクラッド１２２との屈折率分布の概略図を図９に示す。コア部１２１の屈折率は、その中心が最も屈折率が高く、半径方向に向けて略２乗分布的に低下している。そして、クラッド部１２２の屈折率は、コア部１２１の屈折率分布よりも小さいことで、光がコア部１２１内を伝送する。なお、コア部１２１にはＰＭＭＡや重水素化ＰＭＭＡを用いることが好ましい。また、このような屈折率分布を有するＧＩ型心線１６は、前記プリフォームの製造方法の第１の形態により製造されたプリフォームから製造することができる。
【０１２１】
また、本発明のプラスチック光ファイバケーブルに用いられるＰＯＦの他の屈折率分布を有するものの屈折率分布形状の概略図を図１０に示す。コア部１３０は、中心が最も高屈折率で半径方向に向けて略２乗分布的に屈折率が低下するインナーコア部１３１とインナーコア部１３１を形成するための壁面となるアウターコア部１３２とから形成されている。そらに、その外周方向にコア部内の光を全反射するためにコア部より低屈折率のクラッド部１３３が形成されている。本発明のプラスチック光ファイバケーブルには、図１０に示す形態のＰＯＦを用いることもできる。なお、このような屈折率分布を有するＰＯＦは、前記プリフォームの製造方法の第２の実施形態により製造されるプリフォームから製造することができる。
【０１２２】
本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図を示す。光ファイバケーブル１４０のコア部１４１とコア部１４１の外周を覆うクラッド部１４２とクラッド部１４２の外周を覆う保護層１４３とからなるプラスチック光ファイバ心線（以下、ＳＩ型心線）１４４が用いられている。光ファイバ心線１４４は、緩衝層１４５で覆われており、さらにその外周に最外層１４６が形成されている。コア１４１は、ＰＭＭＡなどのアクリル酸エステル系ポリマーから形成されていることが好ましい。また、クラッド１４２は、低屈折率であるフッ素系ポリマーが用いられる。なお、フッ素系ポリマーのガラス転移温度Ｔｇ（℃）は略室温以下であるため、前述したアニール温度は、コア１４１のポリマーであるアクリル酸エステル系ポリマーのガラス転移温度Ｔｇ（℃）を基準とすることが好ましい。
【０１２３】
前述したアニール工程２０のアニール条件でアニールを行うには、プラスチック光ファイバケーブル１４０の具体的な形態は、外径Ｄ１３が０．５ｍｍ〜１ｍｍのＳＩ型心線１４４に外径Ｄ１４が０．７５ｍｍ〜５ｍｍ,厚みｔ１３が０．１ｍｍ〜２ｍｍの最外層１４６が形成されていることが好ましく、より好ましくは外径Ｄ１４が０．７５ｍｍ〜３ｍｍ,厚みｔ１３が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、最も好ましくは、外径Ｄ１４が１．２ｍｍ〜２．２ｍｍ,厚みｔ１３が０．２ｍｍ〜１ｍｍの最外層１４６が形成されていることである。また、最外層１４６を形成するポリマーは、ポリ塩化ビニル，ポリエチレン，ナイロン，その他ポリアミド，ポリウレタン，ポリ酢酸ビニル，ポリイソプレンなどが好ましく、より好ましくはポリ塩化ビニル又はポリエチレンを用いることである。また、最外層１４６を形成するポリマーは、ホモポリマーに限定されずに、コポリマー（共重合体），混合ポリマーを用いることもできる。
【０１２４】
コア部の屈折率分布は、その中心が最も高くなっており、半径方向に向けて段階的に低くなる形状であるものを用いることもできる。その形態は、マルチステップインデックス型と称されるものである。その他本発明の光ファイバケーブルの光伝送路には、ステップインデックス型やシングルモード型のものを用いることもできる。
【０１２５】
本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態を図１２に示す。多芯型プラスチック光ファイバケーブル１５０は、コア部１５１とクラッド部１５２と保護層１５３とからなるＳＩ型光ファイバ心線１５４に緩衝層１５５が形成されている。また、コア部１５６とクラッド部１５７と保護層１５８とからなるＧＩ型光ファイバ心線１５９に緩衝層１６０が形成されている。これら緩衝層１５５，１６０が形成されている光ファイバ心線１５４，１５９が束ねられて、さらに最外層１６１が形成されて多芯型光ファイバケーブル１５０となっている。この場合に、各光ファイバ心線の伝送路の形態は特に限定されるものではない。同一の形態であっても良いし、異なる形態のものであっても良い。さらに、光ファイバケーブルを構成する光ファイバ心線の数は２本に限定されるものではなく、３本以上の光ファイバ心線を束ねた光ファイバケーブルを製造する際にも、本発明の光ファイバケーブルの製造方法（図７参照）は適用できる。
【０１２６】
前述したアニール工程２０のアニール条件でアニールを行なうための多芯型プラスチック光ファイバケーブルの具体的な形態は、幅Ｌ１５が１ｍｍ〜１０ｍｍ,厚みｔ１５が０．１ｍｍ〜２ｍｍであることが好ましく、より好ましくは幅Ｌ１５が１．５ｍｍ〜６ｍｍ,厚みｔ１５が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、最も好ましくは、幅Ｌ１５が２．４ｍｍ〜４．４ｍｍ,厚みｔ１５が０．２ｍｍ〜１ｍｍである。また、最外層１６１を形成するポリマーは、ポリ塩化ビニル，ポリエチレン，ナイロン，その他ポリアミド，ポリウレタン，ポリ酢酸ビニル，ポリイソプレンなどが好ましく、より好ましくはポリ塩化ビニル又はポリエチレンを用いることである。また、最外層１６１を形成するポリマーは、ホモポリマーに限定されずに、コポリマー（共重合体），混合ポリマーを用いることもできる。なお、好ましい多芯型プラスチック光ファイバケーブル１５０の好ましい例として幅Ｌ１５が４．４ｍｍ、幅Ｌ１６が２．２ｍｍの例が挙げられる。
【０１２７】
また、以上に述べた方法によって得られる本発明に係る光ファイバケーブルは、端部に接続用光コネクタを用いて発光素子や受光素子などの光学部材と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も可能である。
【０１２８】
[光伝送体システム]
本発明に係る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み合わせてもよい。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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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の種
類、それらの割合、操作等は、本発明の精神から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制限されるものではない。
【実施例１】
【０１３１】
実施例１では、ＧＩ型心線（図８参照）１６を用いたプラスチック光ファイバケーブル２１を用いて実験を行った。プリフォーム１２は、下記に説明するプリフォーム作製工程１１により行なった。押し出し成形により作製した外径２０ｍｍ，内径１９ｍｍ，長さ６００ｍｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなるクラッドパイプを用いた。このクラッドパイプを充分に剛性を有する内径２０ｍｍ，長さ６００ｍｍの重合容器に挿入した。このクラッドパイプを純水にて洗浄、９０℃にて乾燥させた。その後、クラッドパイプを重合容器に入れた状態で鉛直に保持し、ＫＦ８５０ペレット（呉羽化学（株）社製）を用いて下端に２００℃、３０分かけて底付けを行った。エタノールにて管内壁を洗浄した後に、８０℃の熱オーブンにて圧力を（大気圧に対して−０．０８ＭＰａ）として１２時間、減圧処理を行った。
【０１３２】
次に、アウターコア重合を行った。三角フラスコ内に、メチルメタクリレート（ＭＭＡ  和光純薬（株）社製）１２９．０ｇと、２，２' −アゾビス（イソ酪酸）ジメチル０．０６４５ｇと、１−ドデカンチオール（ラウリルメルカプタン）０．５１６ｇとをそれぞれ計量してアウターコア液を調製した。このアウターコア液を井内盛栄堂（株）社製の超音波洗浄装置ＵＳＫ−３（３８０００ＭＨｚ、出力３６０Ｗ）を用いて１０分間超音波照射を行った。次に、クラッドパイプ内にそのアウターコア液を注液した後に減圧濾過装置を用いてクラッドパイプ内を大気圧に対して０．０１ＭＰａ減圧した。減圧脱気しつつ前記超音波洗浄装置を用いて超音波処理を５分間行った。
【０１３３】
クラッドパイプの先端部分の空気をアルゴンにて置換後、クラッドパイプの先端部をシリコン栓とシールテープを用いて密閉した。アウターコア液を含んだクラッドパイプごと６０℃の湯浴中にいれ、震動させつつ２時間予備重合を行った。その後、前記予備重合を行ったクラッドパイプを水平状態（クラッドパイプの長さ方向が水平になる状態）で６５℃の温度を保持しつつ３０００ｒｐｍにて回転させながら１時間加熱重合（回転重合）を行った。その後に回転速度３０００ｒｐｍで７０℃，４時間、さらに３０００ｒｐｍで９０℃，２０時間の回転重合を行った。クラッドパイプの内側にＰＭＭＡからなるアウターコア層を有する円筒管を得た。
【０１３４】
次に、インナーコア部作製前処理を行った。前述したアウターコアが形成されているクラッドパイプを９０℃の熱オーブンにて圧力を（大気圧に対して−０．０８ＭＰａ）として３時間、減圧処理を行った。さらに、インナーコア重合を行った。三角フラスコ内に重水素化メチルメタクリレート（ＭＭＡ−ｄ８）６０．０ｇと、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド１０μＬと、１−ドデカンチオール０．１６５ｇと、ドーパントとしてジフェニルスルフィド６．００ｇとをそれぞれ計量してインナーコア液を調製した。その後に超音波洗浄装置ＵＳＫ−３を用いて１０分間超音波照射を行った。
【０１３５】
アウターコア部が形成されているクラッドパイプを８０℃で２０分保温した後にインナーコア液を中空部に注入した。クラッドパイプの一端をシールテープで覆い、その後そのクラッドパイプをオートクレーブ内に鉛直に設定（底付け部が下、シールテープで覆った部分が上で）した後、オートクレーブの蓋をセットした。オートクレーブ内の空気をアルゴンガスにて置換し、そのなかを０．０５ＭＰａの圧力が掛かった雰囲気とした。１００℃で４８時間界面ゲル重合法で加熱重合させた。その後１２０℃で更に２４時間の加熱重合及び熱処理を行った。その後にオートクレーブ外にプリフォーム１２を取り出した。
【０１３６】
外径が２０ｍｍのプリフォーム１２を図５に示す製造設備７０に取り付けて加熱溶融延伸し、外径目標５００μｍのＰＯＦ１４を得た。そして、連続的に樹脂塗布装置８４によりＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）を主成分とする保護層１２３を被覆径Ｄ１１が１．２ｍｍとなるように形成した（図８参照）。このＰＯＦ１４の屈折率分布形状は、図１０に示す態様のものであった。なお、加熱炉５５は、温度を２４５℃に設定した。
【０１３７】
巻取リール８３によるＰＯＦ１４の引取速度は、８ｍ／ｍｉｎとなるようにリール駆動装置９３で制御した。なお、引取速度は、線径測定装置８２でＰＯＦ１４の線径を測定しながら調整するため、±２％程度変化した。ＰＯＦ１４は、外径目標５００μｍとして延伸を行った。得られたＰＯＦの外径変動は、５００μｍ±１０μｍであった。
【０１３８】
そして、被覆ライン１００を用いてケーブル原反１９を製造した。緩衝材１７には、外径１０μｍのケブラー（登録商標）を抗張力繊維として用いた。緩衝材１７を配設機１０５で光ファイバ心線１６の外周に配設した。そして、被覆装置１０６で最外層形成用ポリマーであるポリ塩化ビニルを用いて被覆した。なお、ポリ塩化ビニルには、黒色顔料としてカーボンが０．２重量％配合されているものを用いた。その後に、約１０℃の冷却水が入れられている冷却水槽１０８内を約５秒間搬送させて、ポリ塩化ビニルを固化させた後に、水分除去装置１０９で水分を除去した後に巻取リール１１１でケーブル原反１９として巻き取った。なお、このケーブル原反１９の光伝送路であるＰＯＦ１４の屈折率分布は、図１０に示したものであった。
【０１３９】
［アニール工程］
ケーブル原反１９を巻きほぐして、長手方向において最外層が１９８．０ｃｍ，ＧＩ型心線が２００．０ｃｍとなるように切断した。そのケーブル原反１９をケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約３０ｃｍの輪に巻いた。この輪を温度７０℃，湿度５０％，大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で８時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に光ファイバケーブル２１として加熱炉から取り出した。最外層と心線との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．３２％，０．２１％であった。
【０１４０】
［ヒートサイクル試験］
前述した方法で製造された光ファイバケーブル２１を前記ヒートサイクル試験を行った。調温条件としては、２５℃から７０℃まで１℃／分で昇温し、７０℃で２時間保持後、−４０℃まで１℃／分で降温し、−４０℃で２時間保持後さらに７０℃まで１℃／分で昇温し、７０℃で２時間保持後−４０℃まで１℃／分で降温し、−４０℃で２時間保持後、２５℃まで１℃／分で昇温するサイクルで行った。その後に、最外層１２５と光ファイバ心線１６との長さを測定して収縮率を算出したところ、それぞれ０．３４％，０．４０％であった。最外層と光ファイバ心線（ＧＩ型）との収縮率の差は０．０６％であった。
【実施例２】
【０１４１】
実施例２では、ＳＩ型心線（図１１参照）１４４を用いたプラスチック光ファイバケーブル１４０を用いて実験を行った。ＳＩ型心線１４４を用いてプラスチック光ファイバケーブル１４０を作製した。プリフォーム作製工程１１では、複合紡糸ノズルを用いた。なお、コア部１４１には、ＰＭＭＡを用いて、クラッド部１４２には、ＰＶＤＦを用いて形成して外径が２０ｍｍのプリフォーム１２を製造した。なお、このプリフォームのクラッドの厚みは０．５ｍｍとなるように製造した。
【０１４２】
外径が２０ｍｍのプリフォーム１２を図５に示す製造設備７０に取りつけて加熱溶融延伸し、外径目標７５０μｍのＰＯＦ１４を得た。そして、連続的に樹脂塗布装置８４によりＬＤＰＥを主成分とする保護層１４３を被覆径が１．２ｍｍとなるように形成した（図１１参照）。加熱炉５５は、温度を２３５℃に設定した。
【０１４３】
巻取リール８３によるＰＯＦ１４の引取速度は、８ｍ／ｍｉｎとなるようにリール駆動装置９３で制御した。なお、引取速度は、線径測定装置８２でＰＯＦ１４の線径を測定しながら調整するため、±２％程度変化した。ＰＯＦ１４は、外径目標７５０μｍとして延伸を行った。得られたＰＯＦ（ＳＩ型）の外径変動は、７５０μｍ±１５μｍであった。
【０１４４】
そして、被覆ライン１００を用いてケーブル原反１９を製造した。緩衝材１７には、外径１０μｍのケブラー（登録商標）を抗張力繊維として用い、ＰＯＦの外周部に満遍なく一様に配設されるように調整した。緩衝材１７を配設機１０５で光ファイバ心線１４４の外周に配設した。そして、被覆装置１０６で最外層形成用ポリマーであるポリ塩化ビニルを用いて被覆した。なお、ポリ塩化ビニルには、黒色顔料としてカーボンが０．２重量％配合されているものを用いた。その後に、約１０℃の冷却水が入れられている冷却水槽１０８内を約５秒間搬送させて、ポリ塩化ビニルを固化させた後に、水分除去装置１０９で水分を除去した後に巻取リール１１１でケーブル原反１９として巻き取った。
【０１４５】
［アニール工程］
ケーブル原反を巻きほぐして、長手方向において最外層が１９８．０ｃｍ，ＳＩ型心線が２００．０ｃｍとなるように切断した。そのケーブル原反１９をケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約３０ｃｍの輪に巻いた。この輪を温度５０℃，湿度５０％，大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で２４時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に光ファイバケーブル１４０として加熱炉から取り出した。最外層と心線（ＳＩ型）との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．３１％，０．１２％であった。前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層１４６と光ファイバ心線１４４との長さを測定して収縮率を算出したところ、それぞれ０．３１％，０．２２％であった。最外層と光ファイバ心線（ＳＩ型）との収縮率の差は０．０９％であった。
【実施例３】
【０１４６】
実施例３では、多芯型プラスチック光ファイバケーブル１５０を用いて実験を行った。なお、実験３−１で詳細に行い、実験３−２ないし実験３−５については、表１ないし表３に実験結果をまとめて示す。
【０１４７】
実験３−１では、ＳＩ型心線１５４及びＧＩ型心線１５９を用いた。ＳＩ型心線１５４は、実施例２で説明したＳＩ型心線の製造方法と同じ方法で製造した。また、ＧＩ型心線１５９は、外径目標が３１６μｍのＰＯＦを得た。ＬＤＰＥ（黒）の被覆径が１．２ｍｍとなるように保護層１５８を形成した。
【０１４８】
そして、被覆ライン１００を用いてケーブル原反を製造した。緩衝材には、外径１０μｍのケブラー（登録商標）を抗張力繊維として用い、ＰＯＦの外周部に満遍なく一様に配設されるように調整した。緩衝材を配設機１０５で光ファイバ心線１５４，１５９の外周に配設した。そして、被覆装置１０６で最外層形成用ポリマーであるポリ塩化ビニルを用いて被覆した。なお、ポリ塩化ビニルには、白色顔料として酸化チタニウムが１．３重量％配合されているものを用いた。その後に、約１０℃の冷却水が入れられている冷却水槽１０８内を約５秒間搬送させて、ポリ塩化ビニルを固化させた後に、水分除去装置１０９で水分を除去した後に巻取リール１１１でケーブル原反として巻き取った。
【０１４９】
［アニール工程］
ケーブル原反を巻きほぐして、長手方向において最外層が１９８．０ｃｍ，ＳＩ型心線１５４，ＧＩ型心線１５９がいずれも２００．０ｃｍとなるように切断した。ケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約３０ｃｍの輪に巻いた。この輪を温度６０℃，湿度５０％，大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で１７時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に多芯型プラスチック光ファイバケーブル１５０として加熱炉から取り出した。最外層１６１とＳＩ型心線１５４とＧＩ型心線１５９との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．２０％，０．００％，０．００％であった。また、５回の実験（３−１〜３−５）の平均値は、０．２７％,−０．１１％,０．１２％であった。前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層１６１とＳＩ型心線１５４とＧＩ型心線１５９との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．３３％，０．１５％，０．５５％であった。また、５回の実験（３−１〜３−５）の平均値は、０．３７％,０．２９％,０．４１％であった。最外層１６１とＳＩ型心線１５４との収縮率の差の平均は０．０８％であり、最外層１６１とＧＩ型心線１５４との収縮率の差の平均は０．０４％であった。
【０１５０】
【表１】
2006058774.tif 000003
【０１５１】
【表２】
2006058774.tif 000004
【０１５２】
【表３】
2006058774.tif 000005
【実施例４】
【０１５３】
実施例４では、次に説明する実験条件以外は実施例３と同じ条件で実験を行った。ＧＩ型心線１５９は、外径目標が７５０μｍのＰＯＦを得た。ＬＤＰＥ（顔料などの着色成分を含まない）の被覆径が１．２ｍｍとなるように保護層１５８を形成した。ポリ塩化ビニルを用いて被覆した。なお、ポリ塩化ビニルには、黒色顔料としてカーボンが０．２重量％配合されているものを用いた。ケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約３０ｃｍの輪に巻いた。この輪を温度７０℃，湿度５０％，大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で１０時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に多芯型プラスチック光ファイバケーブル１５０として加熱炉から取り出した。最外層１６１とＳＩ型心線１５４とＧＩ型心線１５９との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．３５％，０．１３％，０．２１％であった。前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層１６１とＳＩ型心線１５４とＧＩ型心線１５９との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．２８％，０．２１％，０．２９％であった。最外層１６１とＳＩ型心線１５４との収縮率の差は０．０７％であり、最外層１６１とＧＩ型心線１５４との収縮率の差は０．０１％であった。
【実施例５】
【０１５４】
実施例５では、ＳＩ型心線とＧＩ型心線は、加熱溶融延伸により外径目標が７５０μｍのＰＯＦを得た。これにリニア低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）（黒色顔料としてカーボンが０．２重量％配合されているものを用いた）の被覆径が１．２ｍｍとなるように保護層１５８を形成した。ＧＩ型とＳＩ型の２芯が幅１ｍｍで接合するの構造で低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いてさらに被覆した。なお、低密度ポリエチレンには、白色顔料として酸化チタニウムが１．３重量％配合されているものを用いた。ケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約３０ｃｍの輪に巻いた。この輪を温度７０℃，湿度５０％，大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で１０時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に多芯型プラスチック光ファイバケーブル１５０として加熱炉から取り出した。最外層１６１とＳＩ型心線１５４とＧＩ型心線１５９との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．３５％，０．２２％，０．２１％であった。更に前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層１６１とＳＩ型心線１５４２本との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．１８％，０．１１％，０．１９％であった。最外層１６１とＳＩ型心線１５４とＧＩ型心線１５９との収縮率の差は０．０７％と０．０１％であった。
【実施例６】
【０１５５】
実施例６では、ＧＩ型心線は、加熱溶融延伸により外径目標が７５０μｍのＰＯＦを得た。これにリニア低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）（黒色顔料としてカーボンが０．２重量％配合されているものを用いた）の被覆径が１．２ｍｍとなるように保護層１５８を形成した。このＧＩ型心線２本の２芯が幅１ｍｍで接合するの構造で低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いてさらに被覆した。なお、低密度ポリエチレンには、白色顔料として酸化チタニウムが１．３重量％配合されているものを用いた。ケーブルが収縮した際に余計な負荷がかからない形態で且つ直径約３０ｃｍの輪に巻いた。この輪を温度７０℃，湿度５０％，大気雰囲気下のオーブンに寝かして入れた。この状態で１０時間ケーブル原反のアニールを行った。アニール後に多芯型プラスチック光ファイバケーブル１５０として加熱炉から取り出した。最外層１６１とＧＩ型心線１５９との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．３２％，０．２７％，０．２６％であった。更に前記ヒートサイクル試験を行ったところ、最外層とGＩ型心線２本との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．２２％，０．１５％，０．１３％であった。最外層とＧＩ型心線２本との収縮率の差は０．０７％と０．０９％であった。このケーブルについて、ＪＩＳ Ｃ ６８５１に準拠して市販の２芯ケーブルと、引っ張り試験、曲げ剛性、曲げ試験などの各種比較したところ同等の性能であり、ケーブルの取り扱い性も同等であった。
【０１５６】
比較実験では、実施例３で用いた多芯型プラスチック光ファイバケーブルを用いて実験を行った。なお、説明は、実験５−１で詳細に行い、実験５−２ないし実験５−５については、表４及び表５に実験結果をまとめて示す。
【０１５７】
実験５−１では、実験３−１のＳＩ型心線１５４及びＧＩ型心線１５９を用いた。そして、被覆ライン１００を用いて実験１１と同じ条件でケーブル原反を作製した。そして、ヒートサイクル試験実施後に最外層とＳＩ型心線とＧＩ型心線との長さを測定して収縮率を算出したところ、収縮率はそれぞれ０．５３％,０．１５％,０．５５％であった。また５回の実験（５−１〜５−５）の平均値は、０．６４％，０．１９％，０．５３％であった。最外層１６１とＳＩ型心線１５４との収縮率の差の平均値は０．４５％であり、最外層１６１とＧＩ型心線１５４との収縮率の差の平均値は０．１１％であった。
【０１５８】
【表４】
2006058774.tif 000006
【０１５９】
【表５】
2006058774.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、ポリマーから形成されているプラスチック光ファイバに限定されず、石英系光ファイバ、石英−ポリマー系光ファイバから光ファイバケーブルを製造する際にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６１】
【図１】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するための工程図である。
【図２】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのプリフォームを製造する実施形態の概略図である。
【図３】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのプリフォームを製造する他の実施形態の概略図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのプラスチック光ファイバ心線を製造する実施形態の概略図である。
【図６】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのプラスチック光ファイバ心線を製造する他の実施形態の概略図である。
【図７】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを製造するためのケーブル原反を製造する実施形態の概略図である。
【図８】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの断面図である。
【図９】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの光伝送路の屈折率分布の形状を示す概略図である。
【図１０】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの光伝送路の屈折率分布の他の形状を示す概略図である。
【図１１】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図である。
【図１２】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【０１６２】
１４  プラスチック光ファイバ
１６  プラスチック光ファイバ心線
２０  アニール工程
２１，１４０，１４４  プラスチック光ファイバケーブル
１００  被覆ライン
１５０  多芯型プラスチック光ファイバケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006058774.tif 000010
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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