(57)【要約】【課題】クロロスチレンを、コア部を構成するモノマーの主成分として用いることにより、透明性に優れ、可撓性に富み、高速通信可能なＧＩ型光ファイバーを提供することを目的とする。【解決手段】コア部及び該コア部の外周に配置されたクラッド部からなるＧＩ型光ファイバーであって、上記コア部が、クロロスチレンモノマーを５５重量％以上含む重合体と、ドーパントとを含んでなり、上記クラッド部が、メチルメタクリレートを３５重量％以上含むモノマーの重合体を含んでなるＧＩ型光ファイバー。【選択図】図２
2011053638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部及び該コア部の外周に配置されたクラッド部からなるＧＩ型光ファイバーであって、
上記コア部が、クロロスチレンモノマーを５５重量％以上含む重合体と、ドーパントとを含んでなり、
上記クラッド部が、メチルメタクリレートを３５重量％以上含むモノマーの重合体を含んでなることを特徴とするＧＩ型光ファイバー。
【請求項２】
前記コア部に含まれる重合体は、クロロスチレン５５〜１００重量％と、メチルメタクリレート０〜４５重量％とを含むモノマーを構成単位とする重合体を主たる構成成分とし、
前記クラッド部に含まれる重合体は、メチルメタクリレートと、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドよりなる群より選ばれた少なくとも１種を含むモノマーとを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなる請求項１記載のＧＩ型光ファイバー。
【請求項３】
前記クラッド部に含まれる重合体は、メチルメタクリレート３５〜７０重量％と、スチレン３０〜６５重量％及びＮ−シクロヘキシルマレイミド０〜１５重量％を含むモノマーとを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなる請求項１又は２に記載のＧＩ型光ファイバー。
【請求項４】
６３０〜６９０ｎｍの少なくともいずれか一つの波長における
ＮＡ＝（ｎ12−ｎ22）1/2
（式中、コア部中心部の屈折率：ｎ1、クラッド部の屈折率：ｎ2）
で表される開口数が０．２５以上である請求項１〜３のいずれか1項に記載のＧＩ型光ファイバー。
【請求項５】
前記コア部中心部が、前記重合体１００重量部と、ドーパント２〜８重量部とを含んでなる請求項１〜４のいずれか１項に記載のＧＩ型光ファイバー。
【請求項６】
映像関連光リンクシステムに使用される請求項１〜５のいずれか１項に記載のＧＩ型光ファイバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＩ型光ファイバー（以下、単に「光ファイバー」ということがある）に関し、より詳細には、高い透明性を有するクロロスチレン（ＣｌＳｔ）を主成分とするモノマーの重合体をコア部とするＧＩ型光ファイバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、映像関連機器のリンクシステムには銅線が使われてきたが、銅線では情報量が多くなるに従いノイズが増大し、ノイズを低減させるための過度の対策が必要となる。特に近年、テレビ放送、有線放送及び映像記録メディアの高精細化が発達していることから、光配線を、映像関連機器のリンクシステムに使用することにより、ノイズ対策が不要となるメリットがある。
そこで、例えば、光配線を用いた光通信モジュール及び光送受信装置が提案されている（例えば、特許文献１）。ここでは、光配線として、石英ガラスファイバー、ポリマークラッドファイバー、プラスチックファイバーを使用することが記載されている。
しかし、ここで記載されているファイバーは、許容曲げ半径が大きいため、細かな配線ができず、小型の映像機器内又は映像機器間の狭い空間内に配線することが困難である。
【０００３】
また、プラスチックファイバーとして、ポリメチルメタクリレートなどのメタクリル系樹脂をコアとした光ファイバーが知られている（例えば、特許文献２）。このようなプラスチック製の光ファイバーは、良好な可撓性を有し、軽量で、加工性がよく、口径の大きいファイバーとして製造しやすく、低コストで製造可能であるという種々の長所を有する。
【０００４】
このような状況下、映像関連機器のリンクシステムにおいて、曲げ耐性の良好なプラスチックファイバーが利用されつつあるため、プラスチックファイバーに対しては、曲げ耐性に加え、さらに帯域、伝送性能、つまり損失低減の一層の向上が期待されており、これらの特性の全てを満足するものが熱望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０８３７号公報
【特許文献２】特開平８−１０６０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、クロロスチレンを、コア部を構成するモノマーの主成分として用いることによって、透明性に優れ、可撓性に富み、高速通信可能なＧＩ型光ファイバーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光ファイバーは、コア部及び該コア部の外周に配置されたクラッド部からなるＧＩ型光ファイバーであって、
前記コア部が、クロロスチレンモノマーを５５重量％以上含む重合体と、ドーパントとを含んでなり、
前記クラッド部が、メチルメタクリレートを３５重量％以上含むモノマーの重合体を含んでなることを特徴とする。
【０００８】
このような光ファイバーでは、前記コア部に含まれる重合体は、クロロスチレン５５〜１００重量％と、メチルメタクリレート０〜４５重量％とを含むモノマーを構成単位とする重合体を主たる構成成分とし、
前記クラッド部に含まれる重合体は、メチルメタクリレートと、スチレン、α−メチルスチレン、Ｎ−シクロヘキシルマレイミドよりなる群より選ばれた少なくとも１種を含むモノマーとを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなるものが好ましい。
前記クラッド部に含まれる重合体は、メチルメタクリレート３５〜７０重量％、スチレン３０〜６５重量％及びＮ−シクロヘキシルマレイミド０〜１５重量％を含むモノマーを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなるものが好ましい。
また、６３０〜６９０ｎｍの少なくともいずれか一つの波長における
ＮＡ＝（ｎ12−ｎ22）1/2
（式中、コア部中心部の屈折率：ｎ1、クラッド部の屈折率：ｎ2）
で表される開口数が０．２５以上であることが好ましい。
さらに、コア部中心部は上記重合体１００重量部と２〜８重量部のドーパントを含んでなることが好ましい。
また、映像関連光リンクシステムに使用されるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、透明性に優れ、かつ可撓性に富み、高速通信可能な光ファイバーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の光ファイバーを製造するための溶融押出ドーパント拡散装置の概略図である。
【図２】図１の装置におけるドーパント拡散管内でのドーパントの分布を示す概略グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の光ファイバーは、コア部及びコア部の外周に配置されたクラッド部とから構成される。本明細書中、コア部及びクラッド部とは、それぞれ、ＧＩ型光ファイバーにおける光学的な意味でのコア及びクラッド（即ちドーパントの存在の有無）にかかわらず、コアを構成する主成分となる重合体により構成される層をコア部といい、クラッドを構成する主成分となる重合体により構成される層をクラッド部という（図２参照）。
光ファイバーは、通常、マルチモード光ファイバーと、シングルモード光ファイバーとに分類され、さらにマルチモード光ファイバーは、ステップインデックス（ＳＩ）型と屈折率分布を有するグレーデッドインデックス（ＧＩ）型に分類されるが、本発明の光ファイバーは、ＧＩ型である。
【００１２】
ここで、屈折率分布とは、ファイバーの中心から半径方向に向かって屈折率が放物線に近い曲線で又は一定幅で段階的に変化することを意味する。なかでも、中心から半径方向に向かって屈折率が低下しているものが好ましい。このような屈折率分布をもたせることにより、通信速度を向上させることができる。
【００１３】
また、ファイバーの中心から半径方向に向って、一旦屈折率が曲線的又は段階的に低下した後、曲線的又は段階的に増加してもよい。この場合、コア部とクラッド部の最外層とでは、コア部の方が、屈折率がより高いことが好ましいが、クラッド部の最外層が、コア部よりも屈折率が高くなってもよい。
【００１４】
本発明の光ファイバーのコア部を形成する重合体は、クロロスチレン（以下、「ＣｌＳｔ」と記す場合がある）を用いて形成されているが、ＣｌＳｔとメチルメタクリレート（以下、「ＭＭＡ」と記す場合がある）とを含むモノマーとの共重合体によって形成されるものが適している。
コア部は、ＣｌＳｔを、重合体を構成する全モノマーにおいて５５重量％以上用いた重合体によって形成されていることが適しており、好ましくは６０重量％以上、より好ましくは６５重量％以上である。また、コア部は、ＣｌＳｔを全モノマーとする単一重合体であってもよいが、ＣｌＳｔが９５重量％以下、さらに９０重量％以下であることがより好ましい。特に、コア部におけるＣｌＳｔは、全モノマーにおいて５５〜１００重量％、６０〜９５重量％、６５〜９０重量％で含有されることが適している。ＣｌＳｔを５５重量％以上の割合で用いてコア部を形成することにより、透明性及び可撓性に富む光ファイバーを得ることができる。
なお、本発明のＣｌＳｔは、スチレンのベンゼン環の水素の少なくとも一部が塩素に置換されたものであれば特に限定されないが、上記ベンゼン環の１又は２個の水素が塩素に置換されたものが適している。特に、パラ位が塩素に置換されたパラクロロスチレンが耐熱性の観点で好ましい。
【００１５】
本発明の光ファイバーのクラッド部を形成する重合体は、ＭＭＡを用いて形成されているが、ＭＭＡと、スチレン（以下、「Ｓｔ」と記す場合がある）、α−メチルスチレン（以下、「α−ＭｅＳｔ」と記す場合がある）及びＮシクロヘキシルマレイミド（以下、「ＮＣ−ＨＭＩ」と記す場合がある）から選択される少なくとも１種を含むモノマーとを構成単位とする共重合体によって形成されるものが適している。
クラッド部は、ＭＭＡを、全モノマーにおいて３５重量％以上用いた重合体によって形成することが適しており、４０重量％以上が好ましい。また、クラッド部は、ＭＭＡを全モノマーとする単一重合体であってもよいが、全モノマーにおいて７０重量％以下で用いた重合体によって形成されていることが適しており、６０重量％以下であることが好ましい。特に、クラッド部におけるＭＭＡは、全モノマーにおいて３５〜１００重量％、３５〜７０重量％、さらに４０〜６０重量％で含有されることが適している。ＭＭＡを３５重量％以上の割合で用いてクラッド部を形成する場合には、可撓性に優れ、映像機器内又は映像機器間の狭い空間内の配線に使用することができる。
【００１６】
Ｓｔを用いる場合には、Ｓｔは６５重量％以下で含有されることが適しており、３０〜６５重量％が好ましい。Ｓｔを６５重量％以下の割合で用いてクラッド部を形成する場合には、コアとクラッドの屈折率段差を少なくできるため、通信速度に優れたファイバーとして使用することができる。
α―ＭｅＳｔを用いる場合には、α―ＭｅＳｔは２０重量％以下で含有されることが好ましい。
ＮＣ−ＨＭＩを用いる場合には、ＮＣ−ＨＭＩは３５重量％以下で含有されることが適しており、１５重量％以下で含有されることが好ましい。α−ＭｅＳｔを２０重量％以下又はＮＣ−ＨＭＩを３５重量％以下の割合で用いてクラッド部を形成する場合には、クラッドのガラス転移温度を上げることができ、可撓性を維持しながら耐熱性に優れたファイバーとして使用することができる。
【００１７】
特に、クラッド部に含まれる重合体は、メチルメタクリレート３５〜１００重量％と、スチレン０〜６５重量％、α−メチルスチレン０〜２０重量％、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド０〜３５重量％よりなる群より選ばれた少なくとも１種を含むモノマーを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなることが好ましい。
また、メチルメタクリレートと、スチレン及びＮ−シクロヘキシルマレイミドを含むモノマーとを構成単位とする重合体を主たる構成成分としてなることがより好ましい。この場合、例えば、メチルメタクリレートは３５〜７０重量％、スチレンは３０〜６５重量％及びＮ−シクロヘキシルマレイミドは０〜１５重量％の範囲で用いることが適している。
【００１８】
本発明の光ファイバーにおいて、コア部はドーパントを含んでなる。ドーパントを含有させることにより、光ファイバーにおけるコア部の屈折率を変化させ、屈折率分布をもたせることができる。特に、屈折率分布をもたせるために、コア部においてドーパントの濃度分布を調整することが有効である。なお、クラッド部には、ドーパントが含有されていてもよい。
【００１９】
ドーパントは、コア部を構成するモノマーによる重合体と相溶性があり、これら重合体の屈折率よりも高い屈折率をもつ化合物であることが適している。相溶性の良好な化合物を用いることにより、コア部の濁りを生じさせず、散乱損失を極力抑え、通信できる距離を増大させることができる。
【００２０】
上記ドーパントとしては、低分子化合物またはこれら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等が挙げられる。低分子化合物としては、ジフェニルスルホンおよびジフェニルスルホン誘導体、ジフェニルスルフィド、ジフェニルスルホキシド、ジベンゾチオフェン、ジチアン誘導体等の硫黄化合物；リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル等のリン酸化合物；９−ブロモフェナントレン；安息香酸ベンジル；フタル酸ベンジルｎ−ブチル；フタル酸ジフェニル；ビフェニル；ジフェニルメタン等が挙げられる。なかでも、リン酸化合物が好ましい。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
コア部におけるドーパント量は、コア部を構成する重合体の組成、意図する屈折率、用いるクラッド部を構成する重合体の組成、用いるドーパントの種類等によって適宜調整することができるが、コア部中心部において、上記重合体１００重量部に対して２〜８重量部、さらに２.５〜７．５重量部が好ましい。ドーパント量をこの範囲とすることにより、コア部の屈折率を好適な値に調整することができ、かつ、ドーパント配合によるコア部材料のガラス転移点低下を抑えることができるため、映像機器内の高温環境下にも好適に使用することができる。
【００２２】
本発明の光ファイバーは、６３０〜６９０ｎｍの少なくともいずれか特定の波長での開口数（ＮＡ＝（ｎ12−ｎ22）1/2）が０．２５以上のものが適しており、０．３以上が好ましい。ここで、ｎ1はコア部中心部の屈折率、ｎ2はクラッド部の屈折率である。このような開口数とすることにより、曲げ損失が小さくなり、映像機器内又は映像機器間の狭い空間内の配線に好適に使用することができる。
なお、クラッド部内側の一部に、コア部から移行したドーパントが含まれることがあるが、上記ｎ2はクラッド部の最も屈折率が低い部分の屈折率を指す。
【００２３】
本発明の光ファイバーのコア部及びクラッド部を構成する重合体は、当該分野で公知の方法によって製造することができる。例えば、重合体を構成するモノマーの混合物を、溶液重合、塊状重合、乳化重合又は懸濁重合等に付す方法が挙げられる。なかでも、異物、不純物の混入を防ぐという観点から、塊状重合法が好ましい。
この際の重合温度は、特に限定されず、例えば、８０〜１５０℃程度が適している。反応時間は、モノマーの量、種類、後述する重合開始剤、連鎖移動剤等の量、反応温度等に応じて適宜調整することができ、２０〜６０時間程度が適している。
なお、これらの重合体は、後述するコア部及び／又はクラッド部を成形する際に、同時に又は連続して製造してもよい。
【００２４】
コア部を構成する重合体は、上述したＣｌＳｔ及びＭＭＡ以外に、他のモノマー成分を用いないことが好ましいが、得られる光ファイバーの特性を損なわない範囲で、さらに重合性モノマー等を含有していてもよい。
クラッド部を構成する重合体は、上述したＳｔ及び／又はα−ＭｅＳｔ及び／又はＮＣ−ＨＭＩ及びＭＭＡ以外に、他のモノマー成分を用いないことが好ましいが、得られる光ファイバーの特性を損なわない範囲で、さらに重合性モノマー等を含有していてもよい。
【００２５】
例えば、重合体モノマーは、（メタ）アクリル酸エステル系化合物として、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル等；スチレン系化合物として、ＣｌＳｔ、Ｓｔ、α−ＭｅＳｔ、ブロモスチレン等；ビニルエステル類として、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；マレイミド類として、Ｎ―ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ―ｔｅｒｔ−ブチルマレイミド、Ｎ―イソプロピルマレイミド、Ｎ―シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド等、これらモノマーの重水素置換物等が例示される。
【００２６】
重合体を製造する際、重合開始剤及び／又は連鎖移動剤を使用することが好ましい。
重合開始剤としては、通常のラジカル開始剤が挙げられる。例えば、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｎ−ブチル４，４，ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バラレートなどのパーオキサイド系化合物；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−ｔ−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等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
重合開始剤は、全モノマーに対して０．０１〜２重量％程度で用いることが適している。
【００２７】
連鎖移動剤は、通常、成形上及び物性上、適当な分子量に調整するために用いられる。
連鎖移動剤としては、特に限定されることなく、公知のものを用いることができる。例えば、アルキルメルカプタン類（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、ｔ−ドデシルメルカプタン等）、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−トルエンチオール等）等が挙げられる。なかでも、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタンが好適に用いられる。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子又はフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いてもよい。これらは、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
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）「高分子合成の実験法」（大津隆行、木下雅悦共著、化学同人、昭和４７年刊）等を参考にして、実験によって求めることができる。よって、連鎖移動定数を考慮して、モノマーの種類等に応じて、適宜、その種類及び添加量を調整することが好ましい。例えば、全モノマーに対して０．１〜４重量％程度が挙げられる。
【００２８】
コア部及び／又はクラッド部を構成する重合体は、重量平均分子量が、１０万〜３０万程度の範囲のものが適しており、１５万〜２５万程度のものが好ましい。適当な可撓性、透明性等を確保するためである。重量平均分子量は、例えば、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定されたポリスチレン換算の値を指す。
【００２９】
本発明の光ファイバーを構成する重合体には、光ファイバーとしての透明性、耐熱性等の性能を損なわない範囲で、必要に応じて、配合剤、例えば、熱安定化助剤、加工助剤、耐熱向上剤、酸化防止剤、光安定剤等を配合してもよい。これらは、それぞれ、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
耐熱向上剤としては、例えば、α−メチルスチレン系、Ｎ−マレイミド系等の耐熱向上剤が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系抗酸化剤等が挙げられる。
光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系の光安定剤等が挙げられる。
これらの配合物とモノマー又は重合体とを混合する方法は、例えば、ホットブレンド法、コールドブレンド法、溶液混合法等が挙げられる。
【００３１】
本発明の光ファイバーを製造する方法としては、当該分野で公知の方法を利用することができる。例えば、１層または２層以上のコア部の外周に１層または２層以上のクラッド部を形成するために、界面ゲル重合法、回転重合、溶融押出ドーパント拡散法、複合溶融紡糸およびロッドインチューブ法等を利用することができる。また、予めプリフォームを形成し、延伸、線引き等を行ってもよいが、上述した方法によって、直接ファイバーを形成してもよい。
【００３２】
具体的には、中空状のクラッド部を作製し、このクラッド部の中空部にコア部を作製する方法が挙げられる。この場合、コア部を構成するモノマーをクラッド部の中空部に導入し、クラッド部を回転させながら重合体を重合して、クラッド部より高い屈折率を有するコア部を形成する。この操作を１回のみ行って、１層のコア部を形成してもよいし、この操作を繰り返すことにより、複数層からなるコア部を形成してもよい。
【００３３】
用いる重合容器は、ガラス、プラスチックまたは金属性の円筒管形状の容器（チューブ）で、回転による遠心力などの外力に耐え得る機械的強度および加熱重合時の耐熱性を有するものが利用できる。
重合時の重合容器の回転速度は、５００〜３０００ｒｐｍ程度が例示される。
通常、モノマーをフィルターにより濾過して、モノマー中に含まれる塵埃を除去してから、重合容器内に導入することが好ましい。
【００３４】
さらに、２台以上の溶融押出機と２層以上の多層ダイ及び多層用紡糸ノズル等を用いて、コア部及びクラッド部を形成する方法であってもよい。
つまり、コア部及びクラッド部を構成する重合体等を、それぞれ加熱溶融させ、個々の流路から多層ダイ及び多層用紡糸ノズルへ注入する。このダイ及びノズルでコア部を押出成形すると同時に、その外周に１層又は２層以上の同心円状のクラッド部を押出し、溶着一体化させることでファイバー又はプリフォームを形成することができる。
【００３５】
なお、光ファイバーにおいてＧＩ型の屈折率分布をつけるには、例えば、ＷＯ９３／０８４８８号に記載されたように、モノマー組成比を一定にして、ドーパントを加えて、重合体の界面でモノマーを塊状重合させ、その反応によってドーパントの濃度分布を付与する界面ゲル重合、または、その界面ゲル重合の反応機構を回転重合法で行う回転ゲル重合法、および屈折率の異なるモノマー及びドーパント仕込み組成比率を漸進的に変化させ、つまり、前層の重合率を制御（重合率を低く）し、より高屈折率になる次層を重合し、クラッド部との界面から中心部まで、屈折率分布が漸進的に増加するように、回転重合を行うなどの方法が例示される。
また、２台以上の溶融押出機と２層以上の多層ダイおよび多層用紡糸ノズルを用いて、コア部およびクラッド部を形成した後、引続いて設けられた熱処理ゾーンでドーパントを周辺部または中心部に向かって拡散させ、ドーパントの濃度分布を付与する溶融押出ドーパント拡散法、２台以上の溶融押出機にそれぞれドーパント量を変えた重合体等を導入して、多層構造でコア部および／またはクラッド部を押出成形する方法などが例示される。
【００３６】
マルチステップ型の屈折率分布をつける場合には、回転重合等において、前層の重合率を制御（重合率を高く）し、より高屈折率になる次層を重合することが好ましい。
【００３７】
上述した方法等によって光ファイバーのプリフォームを形成した場合、このプリフォームを溶融延伸することにより、プラスチック光ファイバーを作製することができる。延伸は、例えば、プリフォームを、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、延伸紡糸する方法が例示される。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、例えば、１８０〜２５０℃程度が例示される。延伸条件（延伸温度等）は、得られたプリフォームの径、所望の光ファイバーの径及び用いた材料等を考慮して、適宜調整することができる。
【００３８】
なお、コア部を回転ゲル重合法、回転重合法で作製した場合は、中心部が中空となっているので、延伸時にプリフォームを上部から減圧しながら延伸するのが好ましい。
また、任意の段階で、熱処理を行ってもよい。この熱処理によって、ドーパントを光ファイバー又はプリフォームの周辺部又は中心部に向かって拡散させることができる。この際の条件（例えば、温度、時間、圧力、雰囲気組成等）は、任意に調節することが好ましい。
【００３９】
本発明の光ファイバーは、そのままの形態で適用することができる。また、その外周を１つ又は複数の樹脂層、繊維層、金属線等で被覆することにより及び／又は複数のファイバーを束ねることにより、光ファイバーケーブル等の種々の用途に適用することができる。
【００４０】
光ファイバーを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、光ファイバーケーブル等に必要な、強度、難燃性、柔軟性、耐薬品性、耐熱性等を満足するものを選択することが好ましい。例えば、塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩ビ−エチレン―酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体等を主成分とするもの等が挙げられる。また、これら樹脂に上述した添加剤を添加した組成物を用いたものであってもよい。
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。
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。
【００４１】
光ファイバーの外周に樹脂を被覆する方法としては、特に限定されず、光ファイバー成形後に表層に被覆押出する方法等が挙げられる。
また、光ファイバーを用いたケーブルは、端部に接続用光プラグを用いてジャック部に確実に固定することが好ましい。プラグおよびジャックにより構成されるコネクタとしては、ＰＮ型、ＳＭＡ型、ＳＭＩ型、Ｆ０５型、ＭＵ型、ＦＣ型、ＳＣ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。また、光ファイバーを用いたケーブルの端部に接続用プラグは用いず、メディアコンバーター等の接続機器側にＯｐｔｏＬｏｃｋ（商品名、Ｆｉｒｅｃｏｍｍｓ社製）等のプラグレスコネクタを取り付け、切り放したケーブルを差し込んで接続することも可能である。
【００４２】
本発明の光ファイバーは、映像関連光リンクシステムに好適に使用することができる。特に、デジタル信号を伝える及び／又は光量を送るための配線として、オーディオ用途、工場内通信用途、自動車内通信用途（ナビゲーションシステム、道路交通マネジメントシステム、自動料金収受システム等）、家庭内通信用途、さらに装飾又は照明用途（サイン、看板、建物照明、プール照明、光ファイバー装飾品、美術館照明、ファイバースクリーン等）、映像用途、光学検査又はセンサー等の工業用途、医療用途等において使用することができる。
光源の波長は特に限定されないが、実用性の観点から可視光又は近赤外光を用いることができる。さらに、安全性の観点から可視光が好ましい。
以下、本発明の光ファイバーの実施態様を詳細に説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。
【００４３】
（ファイバー作製方法：溶融押出ドーパント拡散法）
溶融押出ドーパント拡散法によって、ファイバーを作製するために、図１に示す溶融押出ドーパント拡散装置１０を用いた。
図１の溶融押出ドーパント拡散装置１０は、コア部及びクラッド部用の２層金型１の一方側に、コア部材押出機２及びクラッド部材押出機３が連結されている。２層金型１の他方側には、ドーパント拡散管４が備えられており、その下流にロール５を介して、テイクアップロール６が配置されている。
【００４４】
実施例１
溶融押出ドーパント拡散法を利用して、光ファイバーを作製した。
パラクロロスチレン（以下、「ｐＣｌＳｔ」と記すことがある）とＭＭＡとを蒸留し、濾過した後、ドーパントとしてリン酸トリフェニル（以下、「ＴＰＰ」と記すことがある）を重量比で９０対１０対６．４の割合で混合した。さらに、全重量中の濃度がそれぞれ０．１重量％及び１重量％となるように、重合開始剤としてジｔ−ブチルパーオキサイド及び連鎖移動剤としてｎ−ラウリルメルカプタンを添加した。これを重合容器に導入して、重合容器の温度を１３０℃に維持しながら、４０時間かけて、モノマーを重合させて、コア部材ロッド（外径３０ｍｍ）を作製した。
【００４５】
また、ＳｔとＭＭＡとを蒸留し、濾過した後、重量比で５０対５０の割合で混合した。全重量中の濃度がそれぞれ０．５重量％及び１重量％となるように重合開始剤としてジｔ−ブチルパーオキサイド及び連鎖移動剤としてｎ−ラウリルメルカプタンを添加した。これを重合容器に導入し、重合容器の温度を１３０℃に維持しながら、４０時間かけて、モノマーを重合させて、クラッド部材ロッド（外径３０ｍｍ）を得た。
【００４６】
続いて、作製したコア部材ロッド及びクラッド部材ロッドを、上述した溶融押出ドーパント拡散装置１０のコア部材押出機２及びクラッド部材押出機３にそれぞれ投入し、溶融させ、２００℃で２層金型１に押出した。これにより、同心円状のコア部−クラッド部構造物を成形した。
得られた構造物をドーパント拡散管４に導入して、２００℃でドーパントを拡散させることにより、コア部材に含まれているドーパントが、コア部領域からクラッド部領域に半径方向へ拡散し、屈折率分布を形成した。ここで、得られた構造物は、ドーパント拡散管４の導入部４Ａ、中央部４Ｂ及び導出部４Ｃと進むにつれて、図２のＡ〜Ｃにそれぞれ示したようなドーパント分布に変化した。
得られた直径３００μｍのＧＩ型プラスチック光ファイバー７を、ロール５を介してテイクアップロール６に巻取った。
【００４７】
このようにして作製したファイバーについて、以下の測定及び試験を行った。
ＮＡ測定方法：ファーフィールドパターン測定器を用いて６６５ｎｍでのＮＡを測定した。
コア部中心部のドーパント濃度の測定方法：厚み１０μｍ程度にスライスした光ファイバー断面（軸と垂直方向）試料のコア部中心部のＩＲスペクトルを、スポット径１０μｍの顕微ＩＲ装置を用いて透過法により測定した。予めＩＲ吸光度比から作成した検量線を用いてドーパント濃度を決定した。
コア部中心部のドーパント濃度を含むコア部材料のガラス転移点（Ｔｇ）：分析されたドーパント濃度となるように、ｐＣｌＳｔ、ＭＭＡ及びドーパントを混合し、コア部材料の重合と同一条件で重合することにより重合物を作製し、そのＴｇを窒素雰囲気下、昇温速度１０℃／ｍｉｎでのＤＳＣ法により測定した。
クラッド部材料のガラス転移点（Ｔｇ）：クラッド材料となるバルク重合物を試料とし、上記同様にＤＳＣ法により測定した。
【００４８】
損失測定：作製したファイバーについて、カットバック法を用いて６６５ｎｍでの伝送損失を測定した。
帯域測定：２０ｍのファイバーについて、コア径５０μｍの石英マルチモードファイバーによる限定モード励振で６５０ｎｍでの伝送帯域を測定した。
曲げ損失測定：自然に静置した状態に対する、曲げ半径１０ｍｍで１８０°曲げた状態での６６５ｎｍ光の損失増加を測定した。損失増加の測定は、ＪＩＳ  ６８２３に準拠した。
巻き付け試験：直径１０ｍｍのロッドに光ファイバーを５回巻き付けた後、解除後の損失増加（巻き付け前に対する解除後の損失増加）を測定した。（表１中、「破断」は解除後全く測定光が透過しなかったことを表す。）
これらの結果を表１に示す。
【００４９】
実施例２〜７、１０〜１４及び比較例１〜４
表１に示すように、コア部及びクラッド部の成分の割合を変化させる以外（特に、実施例１１〜１４及び比較例４ではクラッド部材料に３元共重合体を採用）は、実施例１と同様に光ファイバーを作製し、評価した。
これらの結果を表１に示す。
【００５０】
実施例８
ドーパントをジベンゾチオフェン（以下、「ＤＢＴ」と記すことがある）に変更したこと以外は実施例１と同様に光ファイバーを作製し、評価した。
これらの結果を表１に示す。
【００５１】
実施例９
ドーパントを４，４'−ジクロロジフェニルスルホン（以下、「２ＣｌＤＰＳ」と記すことがある）に変更したこと以外は実施例１と同様に光ファイバーを作製し、評価した。
これらの結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2011053638.tif 000003
表１中のドーパント*は、中心部での濃度を表す。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、高速通信を意図する光ファイバー、光ファイバーケーブルの構成要素として有用であり、さらに、形状を変化させることにより、光導波路等の光導性素子類、スチールカメラ用、ビデオカメラ用、望遠鏡用、眼鏡用、プラスチックコンタクトレンズ用、太陽光集光用等のレンズ類、凹面鏡、ポリゴン等の鏡類、ペンタプリズム類等のプリズム類等の光学部材として応用することが可能である。
このように、デジタル信号を伝える及び／又は光量を送るための配線として、オーディオ用途、工場内通信用途、自動車内通信用途（ナビゲーションシステム、道路交通マネジメントシステム、自動料金収受システム等）、家庭内通信用途、さらに装飾又は照明用途（サイン、看板、建物照明、プール照明、光ファイバー装飾品、美術館照明、ファイバースクリーン等）、映像用途、光学検査又はセンサー等の工業用途、医療用途等において使用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ２層金型
２  コア部材押出機
３  クラッド部材押出機
４  ドーパント拡散管
５  ロール
６  テイクアップロール
７  光ファイバー
１０  溶融押出ドーパント拡散装置
【図１】
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【図２】
2011053638.tif 000005