(57)【要約】【課題】  伝送損失が低く、湿熱による伝送損失の悪化が少なく、しかも機械的特性もよい、諸性能のバランスが良くとれたマルチステップインデックス型プラスチック光ファイバを提供する。【解決手段】  脂環式炭化水素基を有する（メタ）アクリ酸エステルから重合されたポリマーを用いてプリフォーム７２を形成する。プリフォーム７２は、最も屈折率が高いロッド型コア部と、外周方向に向かって屈折率が低くなる６本のパイプ型コア部と、コア部より屈折率が低いクラッド部とからなる。各コア部とクラッド部間に空隙を設ける。真空ポンプ８７を用いて空隙を真空引きすると、圧力差により各コア部とクラッド部とが良好に密着した延伸を行うことができ、延伸中に発生した不純物を除去できる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック材料を主たる構成要素として形成されたプリフォームを加熱溶融延伸させるプラスチック光ファイバの製造方法において、
径の異なる２本以上のパイプを入れ子にした多重パイプを前記プリフォームとし、中心方向へ収縮させながら延伸することを特徴とするプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記多重パイプが、屈折率の異なる複数のパイプを入れ子にしたものであることを特徴とする請求項１記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項３】
前記多重パイプは、前記プラスチック光ファイバのコア部とクラッド部とを構成し、
前記コア部を構成する複数のパイプの屈折率が、前記多重パイプの中心から外周へ向けて小さくな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ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記多重パイプは、前記プラスチック光ファイバのコア部とクラッド部とを構成し、
前記コア部を構成する複数のパイプの屈折率が、内側の前記パイプから外側の前記パイプに向かって二乗分布的に低下してい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ファイバの製造方法。
【請求項５】
前記コア部の最外層となるパイプの屈折率に対して、３％以上屈折率を低くしたクラッド部となるパイプを備えた前記多重パイプを用いることを特徴とする請求項３または４記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項６】
前記多重パイプが３本以上のパイプから構成されたものであることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記多重パイプの各パイプ間に空隙を設け、
前記空隙を減圧にしながら前記多重パイプを加熱溶融延伸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ファイバの製造方法。
【請求項８】
前記減圧が外側に向けて徐々に低下することを特徴とする請求項７記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項９】
前記プリフォームを回転させながら、加熱溶融延伸することを特徴とする請求項１ないし８いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項１０】
前記プラスチックに、少なくとも（メタ）アクリル酸及び／またはそのエステルの単量体を重合させた重合体を含むことを特徴とする請求項１ないし９いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項１１】
前記多重パイプのガラス転移温度が、内側の前記パイプから外側の前記パイプに向かって高くなることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項１２】
前記多重パイプの各パイプの外周面及び内周面の平均表面粗さが、基準面積あたりの平均粗さ（ＳＲａ）で１μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし１１いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項１３】
前記多重パイプの中空内に他のパイプよりも屈折率が大きいロッド型コア部をさらに設けたプリフォームを用いることを特徴とする請求項１ないし１２いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項１４】
プラスチック材料を主たる構成要素として形成した径の異なる２本以上のパイプを入れ子にし、各パイプ間に空隙が生じるように配置した多重パイプをプリフォームとし、前記プリフォームを加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融延伸するプラスチック光ファイバの製造装置において、
前記空隙を減圧にする減圧手段を備えることを特徴とするプラスチック光ファイバの製造装置。
【請求項１５】
前記減圧手段は、前記プリフォームを溶融延伸する際に、略鉛直に配置された前記プリフォームの少なくとも上方から減圧するものであることを特徴とする請求項１４記載のプラスチック光ファイバの製造装置。
【請求項１６】
前記プリフォームの下方から減圧にする減圧手段をさらに備えることを特徴とする請求項１５記載のプラスチック光ファイバの製造装置。
【請求項１７】
前記プリフォームを回転させる回転手段を備えることを特徴とする請求項１４ないし１６いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバの製造装置。
【請求項１８】
前記プリフォームが、前記多重パイプの中空内に他のパイプよりも屈折率が大きいロッド型コア部をさらに設けたものであることを特徴とする請求項１４ないし１７いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ファイバの製造方法及び製造装置に関し、より詳しくは、マルチステップインデックス光ファイバの製造方法及び製造装置に関する。
【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、製造および加工が容易であること、および低価格であること等の利点があり、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ものの、良好な可撓性を有し、軽量で、加工性がよく、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最近注目されている（例えば、特許文献１および２参照。）。この様な屈折率分布型光学部材の製法の一つに、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、前記プリフォームを延伸して、グレーデッドインデックス型プラスチック光ファイバ（ＧＩ−ＰＯＦ）を製造する方法などが提案されている。
【０００４】
ところで、ＧＩ−ＰＯＦの問題点は生産性の低さにある。上記界面ゲル重合を利用したプリフォームロッドは、コア重合工程でのドーパントの分子の拡散状態を利用して屈折率分布を形成するものであるから、該ロッドの太さや長さまたはその製造時間に限界がある。その観点から、ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡと称する）を主体としたＭＳＩ−ＰＯＦ（マルチステップインデックス型プラスチック光ファイバ）の提案がなされている（例えば、特許文献３、４および５参照。）。なお、ＭＳＩ−ＰＯＦは、屈折率が異なる層を積層させるものである。コア層を多数積層させ、その各コア層の屈折率の差を小さくすることで擬似ＧＩ−ＰＯＦとすることも可能である。
【０００５】
ＭＳＩ−ＰＯＦの製造方法の１つに次に示す方法が提案されている。互いに異なる屈折率を持った重合体を複数用意する。そのうちの１つをプリフォームの中央部となるように円柱体で作製する。その円柱体の直径より大きい内径を有し、屈折率が小さい第１円筒体を作製する。さらに、第１円筒体の外径よりも大きい内径を有し、屈折率が小さい第２円筒体を作製する。このように積層される円筒体を必要数作製する。また、コア部最外層となる円筒体の外径より大きい内径を有するクラッド部用円筒体も作製する。円柱体と各円筒体とを同軸上に配置する。そして、加熱して各円筒体をより内側に配置されている円筒体または円柱体にコラップス（つぶれ）させてプリフォームを製造する方法が提案されている。さらに、前記円柱体と前記各円筒体を鉛直方向に配置して、加熱装置でコラップスさせると共に線引き（延伸）させることで、プラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦと称する）を直接得る方法が提案されている（例えば、特許文献６参照。）。
【０００６】
さらに、前記特許文献６中には、円柱体及び各円筒管間に空隙が生じるように同軸状に配置する。そして加熱する際に、空隙の圧力を０．８ａｔｍ〜１．０ａｔｍ（約０．０８ＭＰａ〜０．１０ＭＰａ）とすることが記載されている。これにより、真円度（＝最小外径／最大外径）を略真円にすることが記載されている。それぞれの空隙の湿度（相対湿度）と酸素濃度とを１％以下とすることで各界面に気泡の発生や原料の酸化に伴って界面不整が生じることを防ぐ方法が記載されている。
【０００７】
【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】特開平１０−１１１４１４号公報
【特許文献４】特開平１０−１３３０３６号公報
【特許文献５】特開平１１−５２１４６号公報
【特許文献６】特開平１１−３４４６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、ＭＳＩ−ＰＯＦは、屈折率が異なる層を積層させるため、必然的に界面が多くなる。そのため、ＭＳＩ−ＰＯＦのプリフォームを製造する際に、各層に対応する中空円筒管（以下、パイプとも称する）間の界面に空隙が生じないように作製することが必要である。そこで、予め各パイプを作製し、その後にそれらパイプを用いて各パイプ間を密着させてプリフォームを作製する。その際に、パイプの表面に損傷を招く場合があり、その損傷やそれに由来する空隙は光ファイバとしたときに界面不整の原因となり、改善が強く求められていた。さらに、光学特性を向上させるために、積層数を増やしたＭＳＩ−ＰＯＦが求められており、全ての界面を良好にするために、更に困難が生じている。
【０００９】
また、前記特許文献６に記載されている各空隙を減圧にする方法は、減圧方法によっては、プリフォーム中で加熱されていない箇所のコラップスが生じるおそれがある。また、湿度や酸素濃度の調整を行うことが好ましいと記載されているが、減圧下でのこれら条件を調整することは困難であり、実現するために大型の設備を必要とする場合がある。
【００１０】
また、ＭＳＩ−ＰＯＦの各層を同時に形成する多重溶融押出法を用いて光ファイバを作製すると、溶融装置の大型化を招き、設置場所を確保することが困難となる場合がある。また、ＭＳＩ−ＰＯＦの特性を変更するために、原料や製造条件の変更に伴い、溶融押出装置の設定変更や装置の部材の変更を行う必要があり、多種多様なＭＳＩ−ＰＯＦの製造コスト高の原因ともなっている。さらに、多重層を同時に押し出すため、１層に不具合が生じた場合には、製造されたプリフォーム、ＰＯＦの全てが破棄されることとなり、材料の損失が大きくなる問題もある。
【００１１】
本発明は前記諸問題に鑑みなされたものであって、良好な伝送能を有し、かつ耐湿熱性が改善されるなど、種々の特性がバランスよく改良されたマルチステップインデックス型のプラスチック光ファイバを簡便に得ることができるプラスチック光ファイバの製造方法および製造装置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】
【００１２】
本発明のプラスチック光ファイバの製造方法は、プラスチック材料を主たる構成要素として形成されたプリフォームを加熱溶融延伸させるプラスチック光ファイバの製造方法において、径の異なる２本以上のパイプを入れ子にした多重パイプを前記プリフォームとし、中心方向へ収縮させながら延伸する。前記多重パイプが、屈折率の異なる複数のパイプを入れ子にしたものであることが好ましい。前記多重パイプは、前記プラスチック光ファイバのコア部とクラッド部とを構成し、前記コア部を構成する複数のパイプの屈折率が、前記多重パイプの中心から外周へ向けて小さくなることが好ましい。
【００１３】
前記多重パイプは、前記プラスチック光ファイバのコア部とクラッド部とを構成し、前記コア部を構成する複数のパイプの屈折率が、内側の前記パイプから外側の前記パイプに向かって二乗分布的に低下していることが好ましい。前記コア部の最外層となるパイプの屈折率に対して、３％以上屈折率を低くしたクラッド部となるパイプを備えた前記多重パイプを用いることが好ましい。前記多重パイプが３本以上のパイプから構成されたものであることが好ましい。なお、本発明において、前記クラッド部となるパイプには、底部を有しているものを用いることもできる。この場合には、前記底部を有するパイプの中空内に前記コア部となるパイプを配置して前記プリフォームとして用いる。
【００１４】
前記多重パイプの各パイプ間に空隙を設け、前記空隙を減圧にしながら前記多重パイプを加熱溶融延伸することが好ましい。前記減圧が外側に向けて徐々に低下することが好ましい。前記プリフォームを回転させながら、加熱溶融延伸することが好ましい。
【００１５】
各層を形成する前記パイプは熱可塑性樹脂からなる。好ましい熱可塑性樹脂としては透明性に優れたものであれば、いかなるものでも使うことができる。たとえば、少なくともポリメチルメタクリレート及びその誘導体を含むものが挙げられる。また、前記プラスチックに、少なくとも（メタ）アクリル酸及び／またはそのエステルの単量体を重合させた重合体を含むことが好ましい。各層の樹脂は同一でもよく共重合でも良い。また、各層の屈折率の調整は単独モノマーに屈折率を変化させる物質を添加することで調節してもよく、重合体を合成する際に、屈折率が異なるモノマーの組成比を調整して制御しても良い。また、この両者の調整方法を併用して所望の屈折率を得ることもできる。
【００１６】
前記多重パイプのガラス転移温度が、内側の前記パイプから外側の前記パイプに向かって高くなることが好ましい。前記多重パイプの各パイプの外周面及び内周面の平均表面粗さが、基準面積あたりの平均粗さ（ＳＲａ）で１μｍ以下であることが好ましい。なお、本発明において、基準面積あたりの平均粗さ（ＳＲａ）は、デジタル顕微鏡の一種である表面形状測定顕微鏡を用いて測定される。その値は、測定される表面粗さのＲａを所望の算出式により面積単位で算出される。なお、表面粗さＲａについては、ＪＩＳ（Ｂ０６０１）「表面粗さ−定義及び表示」に規定されている。前記多重パイプの中空内に他のパイプよりも屈折率が大きいロッド型コア部をさらに設けたプリフォームを用いることが好ましい。
【００１７】
本発明のプラスチック光ファイバの製造装置は、プラスチック材料を主たる構成要素として形成した径の異なる２本以上のパイプを入れ子にし、各パイプ間に空隙が生じるように配置した多重パイプをプリフォームとし、前記プリフォームを加熱溶融炉内に導入して、加熱溶融延伸するプラスチック光ファイバの製造装置において、前記空隙を減圧にする減圧手段を備える。前記減圧手段は、前記プリフォームを溶融延伸する際に、略鉛直に配置された前記プリフォームの少なくとも上方から減圧するものであることが好ましい。前記プリフォームの下方から減圧にする減圧手段をさらに備えることが好ましい。前記プリフォームを回転させる回転手段を備えることが好ましい。前記プリフォームが、前記多重パイプの中空内に他のパイプよりも屈折率が大きいロッド型コア部をさらに設けたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、良好な伝送能を有しかつ耐湿熱性に優れるＭＳＩ−ＰＯＦを簡便な製造方法及び製造装置で提供することができる。
【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。まず、本発明の光ファイバ用重合性組成物について説明する。その後にプラスチック光ファイバの製造方法について説明する。
【００２０】
（コア部）
コア部の原料の重合性モノマーとしては、使用する波長に対して透明で、加工性に富む材料が好ましい。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。
【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、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ［５・２・１・０2,6   ］デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート等が挙げられ、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く、モノマーの単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が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、組成比を組むことが好ましい。なお、各層を構成する重合体および／または共重合体の組成は同じでも異なっていても良い。ただし、異なる重合体および／または共重合体の組成を用いる場合は、隣接する層間の重合体は溶解度パラメータなどの観点で親和性の高い重合体を組み合わせると層間の界面不整が起こりにくいため好ましい。
【００２２】
さらに、作製する光学部材であるＰＯＦを近赤外光用途に用いる場合は、構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、Ｃ−Ｈ結合の水素原子を重水素原子やフッ素などで置換した重合体（例えば、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）からコア部を形成すると、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、原料モノマーから重合した重合体を用いる場合は、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充分に低減させることが望ましい。
【００２３】
また、側鎖に脂環式炭化水素基や分岐型炭化水素基を有するアクリレートを重合成分として多く含むポリマーは脆性が強く、ＰＭＭＡなどに比べて延伸性があまり良くない。この様な場合は、コア部の径の変動が大きくなり、延伸時の破断等が起こり易いので、側鎖に脂環式炭化水素基や分岐型炭化水素基を有するアクリレートを重合成分として含むポリマーをコア部のマトリクスに用いる場合には、目的とする性能を低減させない限り柔軟性にとむ素材と共重合させたり、クラッド部や被覆層などにフッ素系樹脂のような樹脂を用いる事などによって、脆性を補強することが特に有効である。
【００２４】
（クラッド部）
クラッド部は、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、非晶性であり、コア部との密着性が良い物を好ましく用いることができる。前述のコア部用素材の中で、コア部素材よりも低い屈折率を有する素材をクラッド部用素材として選ぶ必要がある。また、パイプ状のクラッド部は、その中空内にコア部が形成される。コア部とクラッド部の界面が不整状態となると光学性能が低下するため、光学的特性、機械的特性および製造安定性の点から、コア部との界面が、コア部のマトリックスと同一組成のポリマーからなることがより好ましい。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１層設けても良い。さらに、吸湿によって光伝送性能が低下するため、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く、そのためには、ポリマーの吸水率が低いポリマーをクラッド部の素材（材料）として用いても良い。
【００２５】
クラッド部の素材としては、前述の素材の中でも、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ため、これらの観点から、クラッド部は、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】
重合性組成物から原料素材である重合体を調製する場合、重合性モノマーとそれ以外に以下の添加剤を含む重合性組成物を用いることが好ましい。
【００２７】
（重合開始剤）
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る。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や、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。
【００２８】
（連鎖移動剤）
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、前述のように延伸により線引きして光ファイバとする際に、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。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することができる。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、該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。
【００２９】
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等）、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−トルエンチオール等）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やフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。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。
【００３０】
（屈折率調整剤）
本発明では、重合体の屈折率を調整するために前記重合性組成物に屈折率調整剤を含有させることもできる。重合体の屈折率と屈折率調整剤の添加量によって、各層屈折率を調整することができるため、所望の屈折率分布形状のコア部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。また、クラッド部を重合性モノマーから製造する際に、屈折率調整剤を用いてクラッド部の屈折率の調整を容易に行うことができる。
【００３１】
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重合体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、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。
【００３２】
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。本発明では、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重合の進行方向を制御し、屈折率調整剤の濃度に傾斜を持たせ、コア部に屈折率調整剤の濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成することができる（以下、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学部材となる。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ことが好ましい。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。
【００３３】
前記ドーパントとしては、特許３３３２９２２号公報や特開平１１−１４２６５７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。硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体については、下記化１中のＤ１〜Ｄ１１として具体的に示す化合物の中から適宜選ばれる。中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯおよび硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体が好ましい。なお、これらの化合物中に存在する水素原子を重水素原子に置換した化合物も広い波長域での透明性を向上させる目的で用いることができる。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調整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、各層内のみの制御であるのでその難易度はＧＩ−ＰＯＦと比べて容易である。さらに、耐熱性の面では有利となる可能性がある。
【００３４】
【化１】
2004318090.tif 000003
【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く、各層ごとに異なっていても良い。
【００３６】
（その他の添加剤）
その他、コア部およびクラッド部には、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、コア部の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。該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。そのようなＰＯＦは光伝送リンク中の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、コア部およびクラッド部に含有させることができる。
【００３７】
＜プラスチック光ファイバの製造方法＞
マルチステップインデックス型プラスチック光ファイバの製造方法の実施形態について説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるわけではない。まず、重合性組成物を重合するか、または熱可塑性樹脂を溶融押し出し成形して、中心部となる円柱状部材（以下、ロッド型コア部と称する）または中空管、その周囲に層を構成させるために入れ子状に配置する中空管部材（以下、パイプ型コア部とも称する）、コア部の外周に設ける中空管部材であるクラッド部とを作製し、プリフォームを製造する第１の工程と、前記プリフォームを加熱溶融延伸してＰＯＦを製造する第２の工程とを含む。
【００３８】
（重合体の合成）
まず、重合性組成物から各層を構成する重合体を得る場合について述べる。クラッド部，ロッド型コア部，パイプ型コア部を重合性組成物で作成する場合において、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０．００５〜０．５質量％であるのが好ましく、０．０１〜０．５質量％であるのがより好ましい。前記連鎖移動剤は、重合性モノマーに対して０．１０〜０．４０質量％であるのが好ましく、０．１５〜０．３０質量％であるのがより好ましい。また、前記コア部形成用重合性組成物において、前記屈折率調整成分は、重合性モノマーに対して１〜３０質量％であるのが好ましく、１〜２５質量％であるのがより好ましい。特に、パイプ型コア部は、屈折率が異なる複数のものを製造するため、屈折率調製成分の比は、適切に選択する必要がある。なお、溶融押出し法により重合体を成形して、中空管を作製する場合は、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、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る。
【００３９】
前記クラッド部，パイプ型コア部およびロッド型コア部形成用重合性組成物を重合することによって得られるポリマー成分の分子量は、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、極端に分子量の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。
【００４０】
原料となる重合性組成物から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パイプ型コア部，クラッド部を作製する特許３３３２９２２号公報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。重合性組成物（重合性モノマー）から回転重合により重合体を製造する場合は、例えば、前記コア部、または前記クラッド部形成用重合組成物を円筒形状の重合容器に、またはパイプ型コア部形成用重合性組成物をフッ素樹脂よりなる中空円筒管（さらに外側に円筒形状の容器に入れられたもの）に注入し、該重合容器を回転（好ましくは、円筒の軸を水平に維持した状態で回転）させつつ、前記重合性モノマーを重合させることにより、１層（一重）または２層（二重）円筒形状の重合体からなる中空円筒管も作製することで、入れ子の段数を削減しつつ多層のコア部を形成することもできる。
【００４１】
なお、重合性組成物は、重合容器に注入する前にフィルターにより濾過して、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℃であるのが好ましく、重合時間は５時間〜２４時間であるのが好ましい。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を行い、重合に要する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、得られる中空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。なお、重合性組成物を重合させることによって中空円筒管を得た場合は、残存するモノマーや重合開始剤を完全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円筒管に加熱処理を施してもよく、所望の中空円筒管が得られた後、未重合の組成物を取り除いてもよい。
【００４２】
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、該容器を回転（好ましくは、円筒の軸を水平に維持した状態で回転）させつつ該樹脂の融点以上に加熱し、前記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分解または酸化、および熱酸化分解を防ぐために、該重合容器内を窒素やアルゴンなどの不活性気体雰囲気下で行うことや、樹脂を事前に充分乾燥させておくことが好ましい。
【００４３】
一方、重合体を溶融押出ししてパイプ型コア部，クラッド部を形成する場合は、一旦、重合体を作製した後、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。
【００４４】
図１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クラッド部を作製する場合について説明する。なお、パイプ型コア部も同様の条件で作製することができる。装置本体１１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、原料ポリマー１２がダイ本体１３に押出される。ダイ本体１３の内部には、原料ポリマー１２を流路１４ａ，１４ｂに導くガイド１５が挿入されている。原料ポリマー１２は、このガイド１５を経て、ダイ本体１３とインナーロッド１６との間の流路１４ａ，１４ｂを通り、ダイの出口１３ａから押出され、円筒中空管（パイプ）１７が形成される。円筒中空管１７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、押出し速度は１ｃｍ／ｍｉｎ〜１００ｃｍ／ｍｉｎの範囲であることが好ましい。
【００４５】
ダイ本体１３には、原料ポリマー１２を加熱するための加熱装置が設置されているのが好ましい。例えば、原料ポリマー１２の流路に沿って、ダイ本体１３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、電気ヒータなど利用した装置）を設置してもよい。一方、ダイの出口１３ａに温度センサ１８を取り付け、この温度センサ１８によってダイの出口１３ａの温度を測定して温度を調節するのが好ましい。温度は、原料ポリマー１２のガラス転移温度以下であることが、円筒中空管（例えば、クラッド部に用いられる）１７の形状を均一に保持することが可能となるために好ましい。また、円筒中空管１７の温度が４０℃以上であることが、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になり好ましい。この円筒中空管１７の温度の制御は、例えば、冷却装置（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装置）をダイ本体１３に取り付けてもよいし、ダイ本体１３の自然空冷により冷却してもよい。ダイ本体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下流に取り付けるのが好ましい。
【００４６】
本発明に用いられるパイプ型コア部は、その内周面及び外周面の平滑性に優れていることが溶融延伸する際に各界面間での不整の発生が生じることを抑制するために必要である。そのため、パイプ型コア部は、インナーサイジング方式で製造することが好ましい。また、クラッド部の内周面もコア部（パイプ型コア部またはロッド型コア部）との界面で不整が生じないようにインナーサイジング方式で作製することが好ましい。なお、クラッド部の場合には、外周面は光導波路にならないため、パイプ型コア部ほど外周面の平滑性の向上を図る必要が無い場合がある。しかしながら、ＰＯＦを光伝送体として用いる際には、通常被覆層を形成したプラスチック光ファイバ心線（プラスチック光ファイバコードとも称される。以下、光ファイバ心線と称する。）として用いる。被覆層を形成する際に、ＰＯＦの外周面すなわちクラッド部の外周面の平滑性が劣ると、被覆層を形成する際に、マイクロベンディング発生の原因となる。そこで、本発明においては、パイプ型コア部の内周面及び外周面並びにクラッド部の内周面の表面粗さは、基準面積あたりの平均粗さ（ＳＲａ）で、０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５μｍ以上０．３μｍ以下である。また、クラッド部の外周面の表面粗さは、０．０５μｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
上記の中空円筒管の製法では、単一組成からなる中空円筒管の製法について記述したが、中空円筒管は複層を同時に形成しても良い。回転重合の場合は、中空円筒管を作成後に別組成の重合性組成物を入れて重合することで複数層の中空円筒管が作成でき、溶融押出しの場合は多層ダイを用いることで複数層の中空円筒管が作成できる。ただし、複数層からなる中空円筒管を作成する場合、いずれの方法でも単層の中空円筒管を作成するよりも制御が難しく、本発明では複数層の中空円筒管を作成する場合その層数は２〜４層程度が適切と考え、前述の通り複数層の中空円筒管も作製することで、入れ子の段数を削減しつつ多層のコア部を形成することもできる。
【００４８】
次に、アウターダイ減圧吸引方式の溶融押出し装置の製造ラインの一例を図２に、および成形ダイス３３の斜視図の一例を図３に示して、ロッド型コア部の製造方法を説明する。なお、本方法でも前述したパイプ型コア部とクラッド部とを製造することもできる。
【００４９】
図２に示す製造ライン３０は、溶融押出装置３１と押出しダイス３２と成形ダイス３３と冷却装置３４と引取装置３５とペレット投入ホッパ（以下、ホッパと称する）３６とを備える。ホッパ３６から投入された原料ポリマーは、溶融押出装置３１内部で溶融され、押出しダイス３２によって押出され、成形ダイス３３に送り込まれる。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、本発明において押出速度Ｓは、前述した範囲に限定されるものではない。
【００５０】
図３に示す様に、成形ダイス３３は、成形管５０を備えており、成形管５０に原料ポリマーである溶融樹脂３７を通すことにより、円柱状のロッド３８が得られる（図２参照）。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５１を真空ポンプ３９（図２参照）により減圧にすることで、ロッド３８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、ロッド３８の外周面に不整が生じることが抑制される。なお、減圧チャンバ５１内の圧力は、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。なお、成形ダイス３３の入口に、ロッド３８の外径を規定するためのスロート（外径規定部材）４０を取り付けるのが好ましい。
【００５１】
成形ダイス３３により形状が調整されたロッド３８は、冷却装置３４に送られる。冷却装置３４には、多数のノズル６０が備えられており、それらのノズル６０から冷却水６１をロッド３８に向けて放水することで、ロッド３８を冷却して、固化させる。冷却水６１は、受け器６２で回収して、排出口６２ａから排出する。ロッド３８は、冷却装置３４から引取装置３５により引き出される。引取装置３５には、駆動ローラ６３と加圧ローラ６４とが備えられている。駆動ローラ６３には、モータ６５が取り付けられており、ロッド３８の引取速度の調整が可能になっている。また、ロッド３８を挟んで駆動ローラ６３と対向して配置されている加圧ローラ６４により、ロッド３８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。駆動ローラ６３の引取速度と溶融押出装置３１の押出速度とを調整したり、加圧ローラ６４によるロッド３８の移動位置を微調整したりすることにより、ロッド３８の形状、特に外周面に凹凸などの発生を抑制して、界面不整が生じることを抑制している。また、前述したパイプ型コア部，クラッド部などの中空状管を作製する際には、押出しダイス３２を取り替えることにより容易に作製できる。なお、本発明において中心部となる重合体からなるロッド型コア部を形成する方法としては前述した、重合による方法や溶融（押出し）成型などの各種の製法でも中空円筒部が残らないように成型をすることによって得られる。
【００５２】
また、ロッド型コアの外周面は、パイプ型コア部またはクラッド部の内周面と不整が生じないように平滑性に優れていることが好ましい。アウターダイ減圧吸引方式で得られるロッド型コア部を容易に得ることができる。ロッド型コア部の外周面は、基準面積あたりの平均粗さ（ＳＲａ）で０．０１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５μｍ以上０．６μｍ以下であり、最も好ましくは０．０５μｍ以上０．３μｍ以下である、
【００５３】
（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）の製造方法）
プリフォーム（光伝送体母材）を延伸して作製されるＰＯＦを製造する線引装置７０について、図４を用いて説明する。ＰＯＦ７１は、プリフォーム７２を線引装置７０により繊維状に線引きして作製される。線引装置７０には、線引炉７５と外径モニタ７６と巻取機７７とが備えられている。また、線引炉７５はカバー７８と、そのカバー７８の上下にそれぞれ挿入部７９と送出部８０とが配置されている。また、プリフォーム７２が挿入される円管状の炉心管８１とその炉心管８１の外側にはヒータ８２が配置されている。また、プリフォーム７２の上部は、上端部アダプタ８５により把持されている。上端部アダプタ８５には、真空度調整装置８６を介して真空ポンプ８７が接続されている。また、プリフォーム７２を回転させながら延伸線引きするため、回転装置８８が取り付けられていることが好ましい。プリフォーム７２を回転線引きすることで、ＰＯＦ７１の真円度が向上する。
【００５４】
プリフォーム７２を延伸する際には、ヒータ８２により加熱することが好ましい。加熱温度はプリフォーム７２の材質に応じて適宜決定することが出来るが、一般的には、１８０℃〜２５０℃が好ましい。延伸温度等の延伸条件は得られたプリフォーム径、所望のＰＯＦの径及び用いた材料等を考慮して、適宜決定する事が出来る。たとえば、外周部から加熱する場合、中心部に到達する熱エネルギーは外周部のそれに比べて小さくなるため内部の樹脂パイプのＴｇを低くしても良い。この点については，後に詳細に説明する。これらの各条件を考慮した上で、外径モニタ７６によりその外径を測定して線引条件を補正しながら、プリフォーム７２を線引きしてＰＯＦ７１を得ることができる。なお、保護や補強を目的としてプリフォーム７２を保護層で被覆した後に、延伸処理を行う事も出来る。
【００５５】
プリフォーム７２について図５を用いて説明する。プリフォーム７２は、ロッド型コア部１０１に入れ子状にパイプ型コア部１０２〜１０７（ＰＯＦ７１となったときにはコア部第２層から第７層となる）が配置されている。なお、ロッド型コア部を用いずにその中心部も減圧する事でその中心部を収縮させる態様も可能である。その外周にさらに、クラッド部１１０が配置している。コア部１０１〜１０７は、中心方向から外周方向に向けて低屈折率になるように配置する。なお、屈折率については、後に詳細に説明する。プリフォーム７２の各コア部１０１〜１０７間及びコア部１０７とクラッド部１１０との間には、空隙１０１ａ〜１０７ａが生じるように配置する。これにより、プリフォームを延伸する際に中心方向に収縮させることによって空隙を取り除くことができる。収縮させる方法としては外部から圧を加える方法や空隙を減圧することなどで達成できる。本発明においては、空隙を減圧にする方法を用いると、接触による損傷を防止できるので、光ファイバの不整構造が生じることが抑制できる。さらには、重合条件によっては揮発性の不純成分や重合時の残留モノマーが重合体内に残留しているので、減圧によりこれらが除去されるため、減圧法が好ましい。
【００５６】
また、各層の肉厚ｔｎ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、光学特性や生産性の観点から１≦ｔｎ（ｍｍ）≦２０の範囲であることが好ましい。プリフォーム７２の各層の厚みは、その屈折率分布が二乗分布的になれば任意に設定できる。これにより得られるＰＯＦ７１の屈折率分布も二乗分布的となる。なお、本発明における二乗分布的の意味は後に説明する。さらに、クラッド部１１０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、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。以上の各層の厚みや層数から、延伸前プリフォームのサイズが決まる。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。
【００５７】
プリフォーム７２からＰＯＦ７１を製造する方法について図６ないし図８を用いてより詳細に説明する。なお、図４と同じ箇所には同一符号を付して説明は省略する。
【００５８】
図６に示すようにプリフォーム７２の上下端部にそれぞれアダプタ８５，８９を取り付ける。上端部アダプタ８５は、プリフォーム７２を延伸して線引している際にも、バランスを保つように把持部９０を備えている。また、プリフォーム７２の上端面７２ａと対向する対向面９１とにより、プリフォーム７２と上端部アダプタ８５とは密閉されている。上端部アダプタ８５には、プリフォーム７２の空隙１０１ａ〜１０７ａと連通する流路８５ａ〜８５ｇが設けられており、この流路８５ａ〜８５ｇを用いてプリフォーム７２の真空引きを行う。また、プリフォームの下端部に取り付けられた下端部アダプタ８９も受け面９２により下端面７２ｂと密閉されており、また、空隙１０１ａ〜１０７ａと連通する流路８９ａ〜８９ｇが設けられており、プリフォーム下端面７２ｂ側からも真空引きを行える構造になっていることが好ましい。
【００５９】
また、プリフォーム７２は、ロッド型コア部１０１、パイプ型コア部１０２〜１０７及びクラッド部１１０が、中心から外側に向かってガラス転移温度（Ｔｇ；℃）が高くなるようにする。プリフォーム７２は外周から加熱される。クラッド部１１０を加熱した熱は、徐々にパイプ型コア部１０７〜１０２を加熱し、最終的には中心部のロッド型コア部１０１を加熱する。このように、熱はプリフォーム７２の外側から内側に向けて伝わる。そこで、外側にはガラス転移温度Ｔｇ（℃）が高いポリマーを用い、内側に向けて徐々にガラス転移温度Ｔｇ（℃）が低いポリマーを用いてもガラス転移による状態変化が生じることが抑制されて、プリフォーム７２及び／またはＰＯＦ７１の形態の変形を抑制することができる。また、このようなガラス転移温度Ｔｇ（℃）の分布にすることで、中心部はより低い温度で延伸することができる。そのため、外周部と、外周部に比べて到達する熱量が少ない中心部と、の延伸性を近付けることができるため、均一に延伸をしやすくなる。
【００６０】
また、異なるポリマーを組み合わせる場合には、相溶性の高い組合わせを選択することで、混合による白化（にごり）を抑えることができる。これにより光の透過性が損なわれないため、材料損失を低減することができる。プリフォーム７２を作製する際にも、相溶性の高いポリマーを組み合わせることが好ましい。そのプリフォーム７２を溶融加熱延伸させると界面不整が生じないＰＯＦ７１を得ることができる。プリフォーム７２を構成するポリマーは、そのガラス転移温度Ｔｇ（℃）が前述したように異なれば、特に限定されるものではない。しかしながら、基本骨格が異なるポリマーをロッド型コア部１０１，パイプ型コア部１０２〜１０７に用いると界面不整が生じて伝送されている光の散乱の原因となり、伝送損失の悪化を招きやすい。特に、伝送光の光導波路であるコア部１０１〜１０７では、界面不整の発生を防止することが極めて重要である。そこで、ロッド型コア部１０１，パイプ型コア部１０２〜１０７は、ホモポリマー（単一重合体）とそのポリマーの原料モノマーを含むコポリマー（共重合体）とを用いることが好ましい。ロッド型コア部１０１とパイプ型コア部１０１〜１０７において、ガラス転移温度Ｔｇ（℃）が１０℃〜６０℃程度異なるポリマー（共重合体を含む）を用いると密着性に優れる。したがって、プリフォーム７２を加熱溶融延伸させるときに界面不整が生じにくくなるために好ましい。
【００６１】
プリフォーム７２を図７（ａ）に示すように、炉心管８１の上方に配置する。上下端部アダプタ８５，８９をそれぞれ真空度調整装置８６を介して真空ポンプ８７に接続して、プリフォーム７２内の空隙１０１ａ〜１０７ａの真空引きを行う。また、プリフォーム７２を回転させるために回転装置８８を設けることが好ましい。プリフォーム７２の回転速度は特に限定されるものではなく、無回転でも良いが、０．１５ｒｐｍ以上３０ｒｐｍ以下の範囲であることが好ましい。プリフォーム７２を回転させることによりプリフォーム７２の横断面における温度分布が均一になり、延伸線引を行う際に径が均一のＰＯＦ７１を得ることができるなお、過剰に回転させるとプリフォーム７２に剪断力が加わり破損するおそれがあるために好ましくない。
【００６２】
プリフォーム７２内の空隙１０１ａ〜１０７ａを上端部アダプタ８５の流路８５ａ〜８５ｇと接続させることで空隙１０１ａ〜１０７ａを減圧にすることが可能となる。そのため、ロッド型コア部１０１，パイプ型コア部１０２〜１０７，クラッド部１１０に付着したり含有されたりしている異物（主に低分子化合物である）が吸引されることにより、得られるＰＯＦ中に異物が含有することを抑制する効果が発現する。また、その状態で延伸線引を行うと、パイプ型コア部１０２〜１０７及びクラッド部１１０は、ロッド型コア部１０１方向に引き付けられて融着する。それを延伸することで各界面に気泡を含まないＰＯＦ７１を得ることができる。
【００６３】
さらに、図６に示されているようにプリフォーム７２内の空隙１０１ａ〜１０７ａを上端部アダプタ８５の流路８５ａ〜８５ｇ及び下端部アダプタ８９の流路８９ａ〜８９ｇと連通させることが好ましい。これにより、プリフォーム７２内の空隙１０１ａ〜１０７ａの真空度を所定の範囲に制御することが可能となる。そして、プリフォーム７２の表面から脱離した揮発性成分は、空隙１０１ａ〜１０７ａ外へ排出される。また、空隙１０１ａ〜１０７ａ内の湿度，酸素濃度は極めて小さくなる。そのため、プリフォーム７２からＰＯＦ７１を形成する際に、各界面における気泡の含有，酸化などの不良が発生して界面不整が生じることが抑制される。なお、本発明において、空隙１０１ａ〜１０７ａの圧力（絶対圧力）は、８万Ｐａ〜１０．１万Ｐａの範囲とすることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００６４】
真空度調整装置８６には、バルブと圧力計とが設けられている。真空ポンプ８７により流路８５ａ〜８５ｇ，空隙１０１ａ〜１０７ａ，流路８９ａ〜８９ｇからなる真空ライン内を減圧にする。圧力計の測定値に基づきバルブの開閉調整を行い、所望の圧力とする。真空ポンプ８７は、特に限定されるものではないが、真空度はそれほど高く取る必要がない。そこで、脈動を抑えるため油浴式のロータリーポンプ（油回転式ポンプ）を複数並列にする手段などが好ましく用いられる。なお、この際に真空ポンプ８７から揮発物質がプリフォーム７２内に拡散しないように、減圧ライン中にトラップを設けることが好ましい。圧力計で測定される圧力値に基づきバルブの開閉調整がなされる。
【００６５】
なお、その際の真空度は、特に限定されるものではなく、各層の圧力や軟化した樹脂の変形のしやすさなどにより適宜選択することができる。加熱により軟化したパイプが減圧によって収縮を始める程度とすることが、均一な線引きを行うことができるために望ましい。なお、各層が中心方向に収縮するように内側の空隙の減圧が外側の空隙の減圧よりも大きい方がその差圧によって中心方向へ収縮する様に変形するので好ましい。また、圧力の下限値も特に限定されないが用いられる真空ポンプ８７などの機器類のコストの上昇及びプリフォーム７２の劣化が生じない、つまりパイプを破損しない程度であることが好ましい。
【００６６】
圧力が所定の値に達すると、図７（ｂ）のように移動装置（図示しない）によりプリフォーム７２の一部を炉心管８１内に挿入する。この際に、回転装置８８によりプリフォーム７２を回転しながら溶融させると、ＰＯＦ７１の真円度の向上が図れる。炉心管８１内でプリフォーム７２を真空引き状態で回転させながら溶融させると、減圧によって溶融部分が大気圧との関係で中心方向に移動し密着する。このため、本発明では、プリフォームを外部から絞るような操作が不要である。また、仮にプリフォームを構成しているポリマーなど（例えば、ＰＭＭＡや各種の添加剤）からガスが発生しても減圧状態で絶えず引き続けているので、成型後の層間に素（void；空隙）が生じない。プリフォーム７２は、空隙１０１ａ〜１０７ａを減圧しているので、ヒータ８２による加熱の際に熱伝導が生じ難くなる場合がある。そこで、空隙１０１ａ〜１０７ａは狭い方がより好ましい。
【００６７】
プリフォーム７２の下端では空隙がなくなり密着するまで、図８（ｃ）に示すように溶融を更に進行させる。その後に送出部８０の栓８０ａを取り外す。プリフォーム７２の回転を一時停止し、下端部アダプタ８９を真空度調整装置８６から切断する。その後に図８（ｄ）に示すように線引装置７０の下方から下端部アダプタ８９を用いてプリフォーム７２を繊維状に延伸する。
【００６８】
その後に、図４に示すように、プリフォームの一部７２ｃを適当な位置で切断し、均一に溶融延伸されたＰＯＦ７１を巻取機７７で巻き取り始める。また、回転装置８８によりプリフォーム７２を回転するとＰＯＦ７１の真円度を向上できるために好ましい。また、真空引きも行い続けると、プリフォーム７２からガス化した物質が生じても真空ポンプ８７により吸引除去され、ＰＯＦ７１内に異物が存在することを抑制できる。また、送出部の栓８０ａも元に位置に取り付けることで、炉心管８１内における対流の発生を抑制でき、熱伝導の急激な変化を抑制できるために好ましい。このように真空引きを行いつつ、溶融延伸することで、界面不整が生じ難いＰＯＦ７１を製造し続けることができる。なお、ＰＯＦ７１の線径は、外径モニタ７６でモニタリングされており、その結果に基づき、適宜延伸速度の調整及び／またはヒータ８２の加熱温度の調整が行われる。
【００６９】
延伸は、例えば、プリフォームを線引炉（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のが好ましい。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、屈折率分布型光ファイバにおいては、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（線引）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に変化が生じ難く収率があがるため好ましい。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。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。
【００７０】
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ファイバの重合体の配向を制御することができ、線引きで得られるファイバ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。また、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、溶融したプラスチックを配向させるために０．１Ｎ以上とすることができ、もしくは特開平７−２３４３２４号公報に記載されているように、溶融延伸後に歪みを残さないようにするために１Ｎ以下とすることが好ましい。また、特開平８−１０６０１５号公報に記載されているように、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特開平７−２４４２２０号公報に記載の様に規定することで、光ファイバ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。
【００７１】
図９には、ＰＯＦ７１の端面を示す。ＰＯＦ７１は、その中心にコア部中心１１１が形成されており、そのコア部１１１の外周に順次、第２層１１２，第３層１１３，第４層１１４，第５層１１５，第６層１１６，第７層１１７からなるコア部が形成されている。また、コア部の最外層である第７層の外周にクラッド部１１８が形成されている。なお、各界面を説明する線は、説明のために図示したものである。
【００７２】
図９に示すＰＯＦ７１の屈折率の一態様を図１０に示す。屈折率は、内層のコア部１１１を中心に外周方向に向けて順次、低屈折率となり、最外層コア部１１７とクラッド部１１８との屈折率との比は、３％以上低くすることによりその界面における光の反射効率が良くなる。図１０では、（１．４０３／１．４９２）≒２８％となるものを図示している。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、本発明において得られるＰＯＦ７１は、コア部１１１及び第２層１１２〜第７層１１７に向けて屈折率が低くなる構造を有している。さらに、より屈折率が小さいクラッド部１１８が最外周に形成されている。ＰＯＦ７１のコア部１１１，各層１１２〜１１７及びクラッド部１１８は、プリフォーム７２では、ロッド型コア部１０１，パイプ型コア部１０２〜１０７及びクラッド部１１０に対応する。前述されているようにガラス転移温度Ｔｇがパイプ型コア部１０７〜１０２及びロッド型コア部１０１の順に低くなるものが好ましい。このように得られるＰＯＦ７１の外周部から中心部のポリマーの屈折率を高め、対応するプリフォーム７２の中心部から外周部へガラス転移温度Ｔｇ（℃）が高いポリマーを用いることで、溶融延伸時におけるポリマーの熱劣化を抑制すると共に帯域特性が広いＰＯＦを得ることができる。
【００７４】
このような屈折率とガラス転移温度との相関を有するポリマーであれば、本発明においてその原料は特に限定されるものではない。しかしながら、各界面間での相溶性が悪いと伝送光の散乱の原因となる。そこで、組み合わせるポリマーの種類を抑えるため、単一のポリマー（ホモポリマー）に屈折率調整剤を加えたものを用いることができる。また、複数の原料モノマーを重合して得られる共重合体（コポリマー）を用いることもできる。この場合には、原料モノマーの組成比を変えることで屈折率やガラス転移温度などの物性を調整することができる。
【００７５】
例えば、ホモポリマーからなる場合では、ＰＭＭＡ（ガラス転移温度（示差走査熱量計（ＤＳＣ）による測定）１００℃〜１１５℃，屈折率１．４９２（インデックスプロファイラで測定））にジフェニルスルフィド（ＤＰＳ：屈折率１．６３（液状））のような屈折率調整剤を用いることが挙げられる。この場合、ＤＰＳの添加量を増加させることによって、プリフォーム７２の屈折率が上昇する。一方でＤＰＳが可塑剤のような機能を備えるためガラス転移温度Ｔｇ（℃）が低下する。共重合ポリマーからなる場合では、ＰＭＭＡとポリベンジルメタクリレート（ガラス転移温度（示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定）６５℃〜８０℃，屈折率１．５６８（インデックスプロファイラで測定））とを用いることが挙げられる。本発明では、インデックスプロファイラとして、セイコーＥＧ＆Ｇ社製  インデックスプロファイラＩＰ−５５００を用いる。
【００７６】
メチルメタクリレート（ＭＭＡ）とベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ）との組成比を変更してメチルメタクリレート−ベンジルメタクリレート（ＭＭＡ−ＢｚＭＡ）共重合体を得る。ＭＭＡ−ＢｚＭＡ共重合体は、ＢｚＭＡの組成比が上昇すると、ガラス転移温度Ｔｇ（℃）は低下するが、屈折率は上昇する。そこで、ＢｚＭＡの組成比が高い（約５質量％〜３０質量％）共重合体をロッド型コア部１０１に用いることが好ましい。そして、外周に向けてパイプ型コア部１０２〜１０６のＢｚＭＡの組成比を徐々に減少させることで、屈折率を低下させると共にガラス転移温度Ｔｇを上昇させることが可能となる。さらに、コア部の最外層（第７層）１１７を形成するパイプ型コア部１０７には、ＢｚＭＡが含有されていなくても良い。また含有させる場合には、５質量％以下であることが好ましい。なお、パイプ型コア部１０７は、ホモポリマーであるＰＭＭＡを主成分として形成しても良い。
【００７７】
本発明では各々の層は、その屈折率がファイバの内側の層から外側の層に向かって屈折率が二乗分布的に低下している。本発明において「二乗分布的」とは、屈折率分布係数と呼ばれる光ファイバの屈折率形状をべき乗則により近似した際、屈折率分布形状を決定する指数が二乗に近いというものであって、厳密な意味での二乗分布のみを意味するのではなく、二乗分布に近似する種々の分布を含む広い意味で用いるものとし、段階的な変化に基づく分布も勿論含まれる。屈折率の大きさを縦軸とし、断面中心から半径方向の距離を横軸とした場合に、中心から遠ざかるに従って、実質的に左右対称に屈折率が低下している分布は、本明細書において「二乗分布」に含まれるものとする。
【００７８】
なお、本発明では、各層の屈折率が一様である態様（図１１（ａ）、図中、ｎx-1 層およびｎx 層は、本発明のファイバ中の隣接する層であって、ｎn-1 層がより内側に位置する。図１１（ｂ）および（ｃ）においても同様である）に限られず、各層の屈折率の大きさが分布している態様（図１１（ｂ）および（ｃ）も含まれる。また、屈折率が一様な層及び屈折率が分布した層の双方を含む態様であってもよい。層内に屈折率分布がある層を含む態様（図１１（ｂ）および（ｃ））は、屈折率が一様な層のみが連続している態様（図１１（ａ））と比較して、層数を減らすことができる。各層が屈折率に分布を持つ態様は、例えば、前述の製造方法において屈折率調整剤の濃度が変化するように重合の進行方向を制御して重合を行ったり、もしくはポリマーロッドやプリフォーム形成後に加熱するなどの操作によって屈折率調整剤を拡散させることにより製造することができる。ただし、屈折率調整剤の移動度が大き過ぎると屈折率分布の形状が大きく変化してしまうので、所望の屈折率分布形状が得られないことがある。そのため、このうような操作を行う場合はポリマーと屈折率調整剤との組合わせを勘案して行うことが好ましい。
【００７９】
本発明のプラスチック光ファイバでは、この屈折率の差の目安は、ファイバの中心部と最外層において、ナトリウムＤ線に対する屈折率ｎd が温度２０℃において０．０１以上である。また、隣接する層間の屈折率差については、形成する層の数などに応じて異なるが、５〜１０層程度形成する場合は、隣接する層間で屈折率が０．０１以上異なっているのが好ましい。また、このときの層の厚みは、プリフォームからＰＯＦにするときに減圧によって破損しない程度の強度を有している事が必要である。また各層の厚みは、得られたファイバの屈折率分布の形状が二乗分布に近似できれば、同じでも良く異なっていても良い。
【００８０】
＜被覆層の形成方法＞
前述した方法で製造されたＰＯＦは、そのままの形態でプラスチック光ファイバとして種々の用途に供することができる。また、保護や補強を目的として、その外側に被覆層を有する形態（プラスチック光ファイバ心線またはプラスチック光ファイバコード）、繊維層を有する形態もある。さらに、複数のＰＯＦ及び／または光ファイバ心線を束ねたプラスチック光ファイバケーブルとした状態で、種々の用途に供することができる。被覆工程は、例えばＰＯＦの通る孔を有する対向したダイスにＰＯＦを通し、対向したダイス間に溶融した被覆用の樹脂を満たし、ＰＯＦをダイス間に移動することで被覆された光ファイバ心線（光ファイバコード）を得ることができる。被覆層は可撓時に内部のＰＯＦへの応力から保護するため、ＰＯＦと融着していないことが望ましい。さらにこのとき、溶融した樹脂と接することでＰＯＦに熱的ダメージが加わるので、極力ダメージを押さえるような移動速度や低温で溶融できる樹脂を選ぶことも望ましい。このとき、被覆層の厚みは被覆材の溶融温度やＰＯＦの引き抜き速度、被覆層の冷却温度による。その他にも、光部材に塗布したモノマーを重合させる方法やシートを巻き付ける方法、押し出し成形した中空管に光部材を通す方法などが知られている。
【００８１】
ＰＯＦや光ファイバ心線を束ねて被覆することにより、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）の製造が可能となる。その際にその被覆の形態として、被覆材とＰＯＦ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、被覆材とＰＯＦ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、たとえばコネクターとの接続部など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。
【００８２】
しかし、ルース型の被覆の場合、被覆材とＰＯＦとが密着していないので、光ファイバケーブルにかかる応力や熱をはじめとするダメージの多くを被覆材層で緩和させることができ、ＰＯＦにかかるダメージを軽減させることができるため、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。ルース型の被覆を製造するには、クロスヘッドダイの押出し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、空隙層を加圧／減圧することで調整が可能である。
【００８３】
さらに、必要に応じて被覆層（１次被覆層）の外周にさらに被覆層（２次被覆層）を設けても良い。２次被覆層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く、耐透湿性能を満足する限りにおいては、１次被覆層にも導入は可能である。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、毒性ガス低減などの安全性の観点で難燃剤として金属水酸化物を加える主流となりつつある。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、金属水酸化物による難燃性被覆は本発明の対透湿性被覆（１次被覆層）の外層被覆（２次被覆層）として設けることが望ましい。
【００８４】
また、複数の機能を付与させるために、様々な機能を有する被覆を積層させてもよい。例えば、本発明のような難燃化以外に、ＰＯＦの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、剛性を挙げ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、得られる光ファイバ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。
【００８５】
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。
【００８６】
前述した方法で得られたＰＯＦ７１から、プラスチック光ファイバ心線（以下、光ファイバ心線と称する）を製造する方法について図１２を用いて説明する。ＰＯＦ７１を被覆して光ファイバ心線を製造する被覆ラインは、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。図１２に被覆ライン１３０の概略図を示す。ＰＯＦ７１は、送出機１３１より送り出され、冷却装置１３２により５℃〜３５℃の温度まで冷却することが、被覆する際にＰＯＦ７１へのダメージを抑制するために好ましいが、この冷却装置１３２は省略することも可能である。
【００８７】
その後に、被覆装置１３３によりＰＯＦ７１に被覆材を被覆して光ファイバ心線１３４が得られる。光ファイバ心線１３４は、水槽１３５で冷水により冷却された後に、水分除去装置１３６によりその表面の水分が除去される。なお、光ファイバ心線１３４の冷却は、水槽に限定されず、他の装置を用いてもよい。そして、ローラ１３７により搬送されて巻取機１３８に巻き取られる。なお、図１２では、ＰＯＦ７１を送出機１３１から供給する形態を示したが、図示した形態に限定されるものではない。
【００８８】
また、光ファイバ心線１３４は使用形態によって、光ファイバ心線１３４を同心円上にまとめた集合ケーブルや、一列に並べたテープ心線と言われる態様、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめた集合ケーブルなど用途に応じてその形態を選ぶことができる。
【００８９】
また、本発明のＰＯＦを用いた光ファイバケーブルは、軸ずれに対して従来の光ファイバに比べて許容度が高いため突き合せによる接合でも用いることができるが、端部に接続用光コネクタを用いて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、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も可能である。
【００９０】
本発明の光学部材としての光ファイバ（ＰＯＦ並びに光ファイバ心線及び光ファイバコード）、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。
【００９１】
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。
【実施例】
【００９２】
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。なお、比較例の実験の説明は、実施例と同じ箇所については省略する。以下の実施例に示す材料、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。
【００９３】
実施例では、原料モノマーとして、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、ベンジルメタクリレート（ＢｚＭＡ）を精製して用いた。また、重合開始剤には、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）を用い、連鎖移動剤には、ｎ−ラウリルメルカプタン（ｎ−ＬＭ）を用いてＭＭＡ−ＢｚＭＡ共重合体またはＰＭＭＡを合成して、コア部とした。また、クラッド部用の樹脂としては、屈折率が１．４０３のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）樹脂を用いた。
【００９４】
（ロッド型コア部の製造方法）
ポリマー原料となる精製したＭＭＡとＢｚＭＡの質量比をＭＭＡ：ＢｚＭＡ＝０．８０：０．２０となるように反応容器に注入した。ＰＢＤ（重合開始剤）とｎ−ＬＭ（連鎖移動剤）とをポリマー原料１００質量部に対してそれぞれ０．０１３質量％、０．２７質量％となるように反応容器に注入し、重合させた。反応後にポリマー（ＭＭＡ−ＢｚＭＡ共重合体）を取り出して屈折率を測定したところｎd ＝１．５０７であった。また、分子量を測定したところ、重量平均分子量（Ｍｗ）６００００であった。さらに、メルトフローインデックスを測定したところ、２３０℃で６ｇ／１０ｍｉｎであった。そして、ガラス転移温度Ｔｇ（℃）を示差走査熱計量（ＤＳＣ）によって測定したところ、１０４．４℃であった。
【００９５】
ＭＭＡ−ＢｚＭＡ共重合体を図２に示した製造ライン３０を用いて溶融押出法によりロッド型コア部１０１（図５参照）を作製した。ホッパ３６に適宜、ＭＭＡ−ＢｚＭＡ共重合体を投入して、溶融押出装置３１により２００℃〜２２０℃で溶融状態を保持しながら、押出しダイス３２から原料ポリマーを０．５ｍ／ｍｉｎの速度で押し出した。外径が８ｍｍとなるように成形ダイス３３に送り込み、その外周面に凹凸が生じないように成形した。そして、冷却装置３４で冷却して、最後に図示しない乾燥装置で十分に乾燥させロッド型コア部１０１を得た。なお、外径は、任意の５箇所の直径を測定し、その平均値から算出した。また、外周面表面粗さをキーエンス社製表面形状測定顕微鏡レーザー変位計ＶＫ−８５００を用いて測定した。このときに対物レンズには５０倍のものを用い、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光によってスキャンを行うことにより測定したところ基準面積あたりの平均粗さ（ＳＲａ）が、０．２２１１μｍであった。
【００９６】
（パイプ型コア部の製造方法）
内周面と外周面との両面の面状が良好なものを必要とするパイプ型コア部１０２〜１０７は、図１に示したインナーサイジングダイ方式で形成した。原料であるＭＭＡとＢｚＭＡとの組成比を変えて（表１参照）、ＭＭＡ−ＢｚＭＡ共重合体またはＰＭＭＡを重合した。組成比以外の重合条件は、前述したロッド型コア部と同じ条件で重合させた。その後に、それぞれのパイプ型コア部（第２層ないし第７層）の外径及び肉厚に対応したダイ本体１３を用いてパイプ型コア部を作製した。それぞれのポリマー原料（ＭＭＡ／ＢｚＭＡ）の組成比及びポリマーの屈折率，ガラス転移温度Ｔｇ，内周面表面粗さ及び外周面表面粗さは、表１にまとめて示す。なお、内周面表面粗さ及び外周面表面粗さは、いずれも表面形状測定顕微鏡により測定された値から所望の算出式で算出された基準面積あたりの平均粗さ（ＳＲａ）である。
【００９７】
（クラッド部の製造方法）
原料ポリマーには、ＰＶＤＦ（呉羽化学ＫＦ−＃８５０  結晶融点：１７７℃）を用いてダイ本体１３を用いて１７０℃〜２２０℃に加熱した溶融押出法により、外径（５箇所の平均値）Ｄが６５ｍｍ、肉厚（５箇所の平均値）ｔが２ｍｍとなるように形成した。なお、屈折率は１．４０３であり、ガラス転移温度Ｔｇ（℃）は動的粘弾性測定法（昇温速度２℃／ｍｉｎ，１０Ｈｚ）により−１３℃，内周面表面粗さは０．３６１ｎｍ，外周面表面粗さは０．４９５ｎｍであった。
【００９８】
なお、コア部のポリマーのメルトフローレート（メルトフローインデックス）は２３０℃で１ｇ／分〜６ｇ／１０分の範囲であった。線引炉７５における溶融部の温度を２００℃〜２２０℃、圧力を（大気圧−０．０２５ＭＰａ）以上（大気圧−０．０５Ｐａ）以下の範囲に保ち、回転速度を０．１ｒｐｍに一定として引き伸ばし、延伸処理を行った。溶融が始まり、加熱された部分が塑性を示し始めたところで下部治具を一定速度でゆっくりと引き始め、パイプ間の空隙に外部の空気が入り込んでいないことと空隙部の残留による線径変動がないことを確認してから下端部アダプタ８９とプリフォームの残り７２ｃとを取り除き、紡糸された部分を巻き取り装置にセットして延伸を行った。この延伸工程によって、直径０．５６ｍｍのＰＯＦ７１を得た。本実施例のマルチステップインデックス型ＰＯＦの屈折率分布は、図６に示す構造となった。最終的なＰＯＦ７１の直径は０．５８ｍｍであった。この光ファイバに黒色ポリエチレンで被覆（厚み０．８ｍｍ）を行い（図１２参照）、光ファイバ心線１３４を得た。この光ファイバ心線１３４の伝送損失を測定したところ、６５０ｎｍで２３０ｄＢ／ｋｍ、８５０ｎｍで３７００ｄＢ／ｋｍであった。
【００９９】
【表１】
2004318090.tif 000004
【０１００】
［比較例］
減圧による収縮を行なわずに延伸した以外は実施例１と同じ条件で実験を行なった。結果は、気泡の残留が原因と見られる輝点や線径の変動が見られ、光ファイバとしては使用に値しないものであった。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係るプラスチック光ファイバを構成する母材を製造する装置の概略断面図である。
【図２】本発明に係るプラスチック光ファイバを構成する母材を製造する製造ラインの概略図である。
【図３】図２に示す製造ラインを構成する機器の一実施形態である。
【図４】本発明に係るプラスチック光ファイバの製造装置の実施形態の概略図である。
【図５】本発明に係るプラスチック光ファイバを製造するためのプリフォームの端面の図である。
【図６】本発明に係るプラスチック光ファイバの製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明に係るプラスチック光ファイバの製造方法を説明するための概略図である。
【図８】本発明に係るプラスチック光ファイバの製造方法を説明するための概略図である。
【図９】本発明に係るプラスチック光ファイバの端面の図である。
【図１０】本発明に係るプラスチック光ファイバの特性を説明するためのグラフである。
【図１１】本発明に係るプラスチック光ファイバの特性を説明するための概略図である。
【図１２】本発明に係るプラスチック光ファイバに被覆層を形成するための被覆ラインの概略図である。
【符号の説明】
【０１０２】
７０  線引装置
７１  プラスチック光ファイバ
７２  プリフォーム
７５  線引炉
８１  炉心管
８５  上端部アダプタ
８６  真空度調整装置
【図１】
2004318090.tif 000005
【図２】
2004318090.tif 000006
【図３】
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【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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