(57)【要約】      （修正有）【課題】薄型化され、かつ機械的特性および光伝送特性等が良好であるプラスチック光ファイバを提供する。【解決手段】プラスチック光ファイバ１０は、コア１１、クラッド１２、および保護被覆層１３を有する。コア１１は、円形状の断面形状を有する。クラッド１２は、コアの周囲に設けられる。保護被覆層１３は、クラッド１２の周囲に設けられる。また、保護被覆層１３は、矩形状の断面形状を有し、かつこの矩形状の断面形状における１対の長辺間の長さｔ１に対して１対の短辺間の長さｔ２が２倍以上である。【選択図】図１
0003185141.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
円形状の断面形状を有するコアと、
前記コアの周囲に設けられるクラッドと、
前記クラッドの周囲に設けられ、矩形状の断面形状を有し、かつこの矩形状の断面形状における１対の長辺間の長さに対して１対の短辺間の長さが２倍以上である保護被覆層と
を有するプラスチック光ファイバ。
【請求項２】
屈折率分布型である請求項１記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項３】
前記コアおよび前記クラッドがフッ素樹脂からなる請求項１または２記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項４】
前記保護被覆層が熱可塑性樹脂からなる請求項１乃至３のいずれか１項記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項５】
前記コアの外径が４５〜１２０μｍである請求項１乃至４のいずれか１項記載のプラスチック光ファイバ。
【請求項６】
前記長辺間の長さが１５０〜３５０μｍ、前記短辺間の長さが５００〜１０００μｍである請求項１乃至５のいずれか１項記載のプラスチック光ファイバ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、プラスチック光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の通信媒体として用いられる光ファイバは、石英ガラス光ファイバ（Ｓｉｌｉｃａ  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｅｒ）と、プラスチック光ファイバ（Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ、ＰＯＦ）とに大別される。このうちＰＯＦは、石英ガラス光ファイバに比較してコア径が大きく、端末処理等の作業性に優れることから各種用途が拡大している。
【０００３】
ＰＯＦは、光が通るコアと、このコアの周囲に設けられるクラッドとを有する。しかし、コアおよびクラッドのみでは、強度、耐熱性、耐湿性等が必ずしも良好でない。例えば、クラッドを構成する樹脂材料が化学変化により分解して、屈折率が不均一化するおそれがある。屈折率が不均一化すると、伝送損失が増加する。樹脂材料の化学変化は、外部環境の水分等に起因する。このようなことから、クラッドの周囲に、さらに保護被覆層が設けられる。一般に、コアの断面形状は円形状であることから、このコアの周囲に設けられるクラッドおよび保護被覆層の断面形状も円形状である（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９５７６２号公報
【特許文献２】特開２００７−７９５０８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、機器の取り扱い性および意匠性を向上させるために、機器の厚さを小さくすることが求められている。これに伴って、ＰＯＦについても、厚さを小さくすることが求められている。ＰＯＦの厚さを小さくする方法として、外径を小さくする方法が挙げられる。具体的には、クラッドの周囲に設けられる保護被覆層を薄くして、外径を小さくする方法が挙げられる。
【０００６】
しかし、単に保護被覆層を薄くすると、機械的特性が低下するとともに、光伝送特性が低下する。光伝送特性として、例えば、側圧が印加されたときの伝送損失の発生のしにくさである耐側圧性が挙げられる。また、従来のＰＯＦは、断面形状が円形状であることから、外径が小さくなると機器への実装等における取り扱い性が低下する。なお、断面形状が四角形状の光配線として光導波路が知られているが、光導波路はコアの断面形状が四角形であり、かつステップ・インデックス（Ｓｔｅｐ  ｉｎｄｅｘ、ＳＩ）型であることから、伝送帯域を挙げることが難しい。
【０００７】
本考案は、上記課題を解決するためになされたものであって、薄型化され、かつ機械的特性および光伝送特性等が良好であるプラスチック光ファイバの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案のプラスチック光ファイバは、コア、クラッド、および保護被覆層を有する。コアは、円形状の断面形状を有する。クラッドは、コアの周囲に設けられる。保護被覆層は、クラッドの周囲に設けられる。また、保護被覆層は、矩形状の断面形状を有し、かつこの矩形状の断面形状における１対の長辺間の長さに対して１対の短辺間の長さが２倍以上である。
【考案の効果】
【０００９】
本考案の光ファイバは、矩形状の断面形状を有し、かつこの矩形状の断面形状における長辺間の長さに対して短辺間の長さが２倍以上である保護被覆層を有する。このような保護被覆層を有することで、薄型化でき、かつ機械的特性および光伝送特性等も良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光ファイバの一実施形態を模式的に示す断面図。
【図２】光ファイバの他の実施形態を模式的に示す断面図。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、本考案の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本考案の光ファイバの一実施形態を模式的に示す断面図である。
【００１２】
本実施形態のプラスチック光ファイバ１０は、コア１１、クラッド１２、および保護被覆層１３を有する。以下、プラスチック光ファイバをＰＯＦと記す。コア１１は、円形状の断面形状を有する。クラッド１２は、コア１１の周囲に設けられる。保護被覆層１３は、クラッド１２の周囲に設けられる。また、保護被覆層１３は、矩形状の断面形状を有し、かつこの矩形状の断面形状における１対の長辺間の長さｔ１に対して１対の短辺間の長さｔ２が２倍以上（ｔ２≧２ｔ１）である。なお、断面形状とは、ＰＯＦ１０の長手方向に垂直な断面の形状である。
【００１３】
本実施形態のＰＯＦ１０によれば、コア１１が円形状の断面形状を有することから、高速大容量通信を実現できる。また、保護被覆層１３が矩形状の断面形状を有し、かつこの矩形状の断面形状における長辺間の長さｔ１に対して短辺間の長さｔ２が２倍以上であることから、薄型化しつつ機械的特性および光伝送特性等を良好にできる。
【００１４】
従来、ＰＯＦの保護被覆層は、断面形状が円形状である丸型となっている。本実施形態のＰＯＦ１０では、保護被覆層１３を断面形状が矩形状である平型のものとするとともに、この矩形状の断面形状における長辺間の長さｔ１に対して短辺間の長さｔ２を２倍以上とする。これにより、保護被覆層１３の断面形状以外の条件が従来のＰＯＦと同一の条件である場合、長辺間の長さｔ１を従来のＰＯＦの外径よりも小さくしつつ、機械的特性および光伝送特性を従来のＰＯＦと同等以上にできる。
【００１５】
なお、保護被覆層１３の断面形状は、必ずしも完全な矩形状である必要はない。例えば、図２に示すように、長辺は、両端部に対して中央部が外側に膨れたような形状でもよく、短辺も、両端部に対して中央部が外側に膨れたような形状でもよい。この場合、長辺間の長さｔ１は、長辺間のうち最も長さが大きくなる部分での長さ、例えば、各長辺の中央部間の長さとする。同様に、短辺間の長さｔ２は、短辺間のうち最も長さが大きくなる部分、例えば、各短辺の中央部間の長さとする。
【００１６】
ＰＯＦ１０としては、シングルモード型、マルチモード型が挙げられ、いずれのモード型でもよい。マルチモード型としては、ステップ・インデックス（Ｓｔｅｐ  ｉｎｄｅｘ、ＳＩ）型、グレーデッド・インデックス（Ｇｒａｄｅｄ  ｉｎｄｅｘ、ＧＩ）型（屈折率分布型）等が挙げられる。これらの中でも、帯域が高帯域であり、通信容量を確保しやすいことから、屈折率分布型が好ましい。
【００１７】
コア１１の材質は、透明性を有する樹脂材料であれば特に制限されない。このような樹脂材料として、フッ素樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、フッ素化ＰＭＭＡ樹脂、重水素化ＰＭＭＡ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、紫外領域から赤外領域までの幅広い波長領域において透明であり、光源の選択の自由度が高いことから、フッ素樹脂が好ましい。また、フッ素樹脂の中でも、非晶質透明フッ素樹脂がより好ましく、特に主鎖に環構造を有する非晶質透明フッ素樹脂が好ましい。主鎖に環構造を有する非晶質透明フッ素樹脂は、伝送損失が低く、使用できる光の波長領域が広く、実質的使用可能温度範囲も広い。このようなものとして、ペルフルオロブテニルビニルエーテルの重合体、ペルフルオロジメチルジオキソールとテトラフルオロエチレンとの共重合体等が挙げられる。なお、材質とは、コア１１を主として構成するものを意味する。従って、コア１１は、上記樹脂材料の他、必要に応じて、屈折率調整剤（ドーパント）等を含有できる。
【００１８】
屈折率分布型の場合、コア１１は屈折率分布を有する。すなわち、コア１１は、中心部の屈折率が高く、周辺部に向かって徐々に屈折率が低下するような屈折率分布を有する。屈折率分布形状は、放物線状が好ましい。屈折率分布は、樹脂材料中に所定の濃度分布となるように、樹脂材料の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率化剤を分布させて得られる。フッ素樹脂に適合する高屈折率化剤として、クロロトリフルオロエチレンオリゴマー、ペルフルオロトリフェニルベンゼン等が挙げられる。
【００１９】
屈折率分布の具体的な形成方法として、以下の方法が挙げられる。
例えば、中心軸に高屈折率化剤を存在させた樹脂材料製円柱状成形体を製造し、熱拡散により高屈折率化剤を中心軸から半径方向に拡散させて屈折率分布を形成した後、この屈折率分布が形成された円柱状成形体を線引きする方法（１）。方法（１）において、高屈折率化剤の熱拡散を線引きと同時に行う方法（２）。樹脂材料を溶融押出しにより繊維状に成形するとき、中心軸に高屈折率化剤を存在させ、この高屈折率化剤を熱拡散させる方法（３）。方法（３）において、押出成形によって屈折率分布を有する円柱状プリフォームを製造した後、この円柱状プリフォームを線引きする方法（４）。
【００２０】
さらに、樹脂材料の単量体に高屈折率化剤を溶解させた溶液を調製し、この溶液を回転する円筒状の成形型中に入れ、回転させながら成形型の周辺から中心方向に単量体の重合を進めて屈折率分布を有する円筒状成形体を製造した後、この円筒状成形体をプリフォームとして線引きする方法（５）。方法（５）では、通常、単量体と比べて高屈折率化剤の重合体に対する溶解度が低いことから、円筒体の周辺から重合を進めると、重合した部分よりも未重合の単量体部分に高屈折率化剤が高濃度に分布することとなり、結果的に中心軸より半径方向に高屈折率化剤の濃度が低下する濃度分布が形成される。以上、屈折率分布の具体的な形成方法について説明したが、屈折率分布の形成方法は必ずしも方法に限定されない。
【００２１】
クラッド１２は、コア１１の周囲に設けられ、コア１１の屈折率よりも低い屈折率を有する。クラッド１２の材質は、コア１１の樹脂材料と同一でもよいし、コア１１の樹脂材料よりも低い屈折率を有する樹脂材料でもよい。クラッド１２は、単層構造に限定されず、２層以上の多層構造を有するものでもよい。クラッド１２としては、２層以上の多層構造を有し、かつ内側となる層の屈折率に対して外側となる層の屈折率が小さいものが好ましい。
【００２２】
保護被覆層１３の材質は、コア１１およびクラッド１２を有効に保護できる樹脂材料であれば特に制限されない。このような樹脂材料としては、熱可塑性樹脂や硬化性樹脂の硬化物等が挙げられる。これらの中でも、熱可塑性樹脂が好ましく、特に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等が好ましい。なお、保護被覆層１３は、単層構造でも、２層以上の多層構造でもよい。
【００２３】
コア１１の外径は、４５〜１２０μｍが好ましい。外径が４５μｍ以上の場合、高速大容量通信が可能となり、端末処理等の作業性も良好となる。一方、外径が１２０μｍ以下の場合、ＰＯＦ１０の厚さを抑制できる。外径は、５０〜８５μｍがより好ましい。
【００２４】
クラッド１２の厚さは、２〜２０μｍが好ましい。厚さが２μｍ以上の場合、伝送損失を効果的に抑制できる。また、厚さが２０μｍ以下の場合、ＰＯＦ１０の厚さを抑制できる。クラッド１２の厚さは、３〜１０μｍがより好ましい。
【００２５】
保護被覆層１３は、矩形状の断面形状を有し、かつこの断面形状における長辺間の長さｔ１に対して短辺間の長さｔ２が２倍以上である。なお、保護被覆層１３は、クラッド１２が外部に露出しないようにその周囲の全体を被覆するように設けられる。ＰＯＦ１０の機械的特性および光伝送特性を良好にする観点から、保護被覆層１３の長辺間の長さｔ１は、クラッド１２の外径をｄとしたとき、ｄ＋３０μｍ≦ｔ１≦ｄ＋３０５μｍが好ましく、ｄ＋１１５μｍ≦ｔ１≦ｄ＋２５０μｍがより好ましい。
【００２６】
短辺間の長さｔ２は、長辺間の長さｔ１の２倍以上であればよい。短辺間の長さｔ２は、ＰＯＦ１０の大型化を抑制する観点から、長辺間の長さｔ１の５倍以下が好ましい（ｔ２≦５ｔ１）。短辺間の長さｔ２が長辺間の長さｔ１の５倍を超えると、機械的特性および光伝送特性を向上させる効果が小さく、かえって大型化するために機器への実装性等が低下する。短辺間の長さｔ２が長辺間の長さｔ１の５倍以下の場合、機械的特性および光伝送特性を十分としつつ、機器への実装性等を良好にできる。
【００２７】
具体的には、保護被覆層１３の長辺間の長さｔ１は、１５０〜３５０μｍが好ましく、２００〜３００μｍがより好ましい。また、保護被覆層１３の短辺間の長さｔ２は、５００〜１０００μｍが好ましく、７００〜９００μｍがより好ましい。
【００２８】
ＰＯＦ１０は、以下の性能を有することが好ましい。すなわち、伝送損失は、６５０〜１５５０ｎｍの波長領域で２００ｄＢ／ｋｍ以下が好ましい。５０ｍ伝送時の帯域は、０．５〜２０ＧＨｚが好ましい。側圧特性、すなわち、長さ１００ｍｍの１対の金属平板間に配置して３００Ｎ／１００ｍｍの荷重を加えたときの損失の増加は、０．２５ｄＢ以下が好ましく、０．２０ｄＢ以下がより好ましく、特に０．１０ｄＢ以下が好ましい。また、許容引張張力は、４Ｎ以上が好ましく、特に７Ｎ以上が好ましい。
【００２９】
ＰＯＦ１０は、例えば、コア１１とこの周囲に設けられるクラッド１２とからなるＰＯＦ本体を形成する本体形成工程と、この光ファイバ本体の周囲に矩形状の断面形状となるように保護被覆層１３を被覆する被覆工程とを行って製造される。  
【００３０】
本体形成工程は、特に制限されるものではなく、公知のコアおよびクラッドの形成方法を採用できる。被覆工程は、保護被覆層１３の断面形状を矩形状とすることを除いて、公知の保護被覆層の形成方法を採用できる。保護被覆層１３の断面形状を矩形状とする方法としては、保護被覆層１３を形成するときに用いられる金型として、保護被覆層１３の断面形状に応じた内側形状を有するものを用いる方法が挙げられる。例えば、保護被覆層１３の断面形状に応じた金型を用い、コア１１とクラッド１２とともに金型の内側に保護被覆層１３となる被覆材を供給し共押出を行うことで矩形状の断面形状を有する保護被覆層１３を形成する方法が挙げられる。
【００３１】
なお、ＰＯＦ１０の製造方法は、上記方法、すなわちＰＯＦ本体の形成後にこの周囲に保護被覆層１３を形成する方法に限られない。例えば、内側形状が矩形状である金型を用いて保護被覆層１３の断面形状を持つプリフォームを作成し、このプリフォームの内側に上記方法（４）もしくは（５）で作成したプリフォームを嵌合して嵌合体とし、この嵌合体を加熱紡糸する方法でもよい。
【００３２】
ＰＯＦ１０は、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・学校等の屋内や域内の光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等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。
【００３３】
以上、実施形態について説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、考案の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、考案の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例を参照して詳細に説明する。
なお、本考案は、これらの実施例によって何ら限定されない。
【００３５】
（実施例１）
図１に示すような平型のＰＯＦ（屈折率分布型ＰＯＦ）を製造した。すなわち、円形状の断面形状を有するコアと、このコアの周囲に設けられるクラッドと、このクラッドの周囲に設けられ、矩形状の断面形状を有する保護被覆層とを有する平型のＰＯＦを製造した。コアの樹脂材料は、ペルフルオロブテニルビニルエーテルの重合体とした。クラッドの樹脂材料は、ペルフルオロ−（１−トリフルオロメチル）−３−ブテニル−ビニルエーテルの重合体とした。高屈折率化剤は、ペルフルオロトリフェニルベンゼンとした。保護被覆層の樹脂材料は、ポリカーボネート系樹脂とした。また、コアの外径は７０μｍ、クラッドの厚さは５μｍ、保護被覆層の長辺間の長さｔ１は２２０μｍ、短辺間の長さｔ２は８００μｍとした。なお、このＰＯＦを用いて５０ｍの距離で光通信を行ったところ、伝送損失は波長８５０ｎｍで８０ｄＢ／ｋｍ、帯域は５ＧＨｚであった。
【００３６】
（比較例１）
保護被覆層の断面形状を円形状とした以外は実施例１と同様にして丸型のＰＯＦを製造した。なお、保護被覆層の外径は２５０μｍとした。
【００３７】
（比較例２）
保護被覆層の外径を３００μｍとした以外は比較例１と同様にして丸型のＰＯＦを製造した。
【００３８】
（比較例３）
保護被覆層の外径を５００μｍとした以外は比較例１と同様にして丸型のＰＯＦを製造した。
【００３９】
次に、実施例および比較例のＰＯＦについて、以下の特性を測定した。
【００４０】
（機械的特性）
引張測定装置を使用して、ＰＯＦの許容引張張力を測定した。なお、許容引張張力は、４Ｎ以上を合格とした。
【００４１】
（光伝送特性）
１００ｍｍの１対の金属平板の間にＰＯＦを配置して、３００Ｎ／１００ｍｍの荷重を加えたときの伝送損失の増加（側圧特性）を測定した。なお、平型のＰＯＦについては長辺間の方向（図１中の上下方向）に加重を加えた。また、損失の増加（側圧特性）は、０．２５ｄＢ以下を合格とした。
【００４２】
【表１】
0003185141.tif 000003
【００４３】
表１から明らかなように、実施例１のＰＯＦは、長辺間の長さｔ１が比較例１〜３のＰＯＦの外径よりも小さいにもかかわらず、許容引張張力は比較例１〜３のＰＯＦよりも大きくなり、側圧特性も比較例１〜３のＰＯＦよりも良好となることがわかる。
【００４４】
（実施例２）
保護被覆層の短辺間の長さｔ２を５００μｍとした以外は実施例１と同様にして平型のＰＯＦを製造した。
【００４５】
（比較例４）
保護被覆層の短辺間の長さｔ２を２２０μｍとした以外は実施例２と同様にして平型のＰＯＦを製造した。なお、比較例４のＰＯＦは、平型のＰＯＦであるが、長辺間の長さｔ１に対して短辺間の長さｔ２が２倍未満となるものである。
【００４６】
（比較例５）
保護被覆層の短辺間の長さｔ２を３５０μｍとした以外は実施例２と同様にして平型の光ファイバを製造した。なお、比較例５のＰＯＦは、平型のＰＯＦであるが、長辺間の長さｔ１に対して短辺間の長さｔ２が２倍未満となるものである。
【００４７】
【表２】
0003185141.tif 000004
【００４８】
表２から明らかなように、比較例４、５のＰＯＦのように、矩形状の断面形状を有する平型のＰＯＦであっても、長辺間の長さｔ１に対して短辺間の長さｔ２が２倍未満の場合、許容引張張力および側圧特性は十分とならない。一方、実施例２のＰＯＦのように、長辺間の長さｔ１に対して短辺間の長さｔ２が２倍以上の場合、十分な許容引張張力および側圧特性が得られる。従って、保護被覆層の断面形状を矩形状とするとともに、長辺間の長さｔ１に対して短辺間の長さｔ２を２倍以上とすることが、薄型化、ならびに十分な許容引張張力および側圧特性を得るために有効であることがわかる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）
１１…コア
１２…クラッド
１３…保護被覆層
【図１】
0003185141.tif 000005
【図２】
0003185141.tif 000006