(57)【要約】【課題】低伝送損失且つ高伝送帯域型の光伝送体の提供。【解決手段】高屈折率成分である連続相中に、低屈折率成分である分散相が分散された海島構造の光ファイバ。【選択図】図３
2004093639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高屈折率の連続相中に、低屈折率の分散相が分散された海島構造を有する光伝送体。
【請求項２】
光伝送体の断面形状において、前記低屈折率の分散相は光導波路を形成する周期性を有するように配列される請求項１に記載の光伝送体。
【請求項３】
前記高屈折率の連続相を構成する成分および前記低屈折率の分散相を構成する成分は、いずれも有機化合物の重合体からなる請求項１または２に記載の光伝送体。
【請求項４】
前記高屈折率の連続相を構成する成分は、実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体（ａ）からなり、
前記低屈折率の分散相を構成する成分は、前記含フッ素重合体（ａ）との比較において屈折率が０．００１以上低い含フッ素重合体（ｂ）からなる請求項３に記載の光伝送体。
【請求項５】
前記含フッ素重合体（ａ）は、含フッ素環構造を含む請求項４に記載の光伝送体。
【請求項６】
前記含フッ素環構造は、環員エーテル結合を含んでもよい含フッ素脂環構造をである請求項５に記載の光伝送体。
【請求項７】
前記含フッ素環構造を含む含フッ素重合体は、主鎖に前記フッ素環構造を有する請求項５または６に記載の光伝送体。
【請求項８】
前記含フッ素重合体（ａ）および（ｂ）のいずれもが、実質的にＣ−Ｈ結合を有しない、かつ、主鎖にエーテル結合を含んでもよい含フッ素脂環構造を有する非結晶性の含フッ素重合体である請求項４ないし７のいずれかに記載の光伝送体。
【請求項９】
請求項３ないし８のいずれかに記載の光伝送体を製造するためのものであって、高屈折率成分の有機化合物の重合体からなる長尺体中に、低屈折率成分の有機化合物の重合体が分散されており、前記低屈折率成分の有機化合物の重合体は、前記長尺体中をその長手方向に延在する、海島構造を有するプリフォーム。
【請求項１０】
あらかじめ分割したストランド状の低屈折率成分である有機化合物の重合体を、高屈折率成分である有機化合物の重合体で作製した管内に配置して、共紡糸することを特徴とする請求項３ないし９のいずれかに記載の海島構造を有する光伝送体またはそのプリフォームの製造方法。
【請求項１１】
均一に溶融させた低屈折率成分である有機化合物の重合体を押出ダイス内で分流させ、細分化した後にその周辺部に高屈折率成分である有機化合物重合体を供給して、前記低屈折率成分である有機化合物の重合体の外周部に前記高屈折率成分である有機化合物の重合体を施し、さらにそれらを共通のノズルから押出すことを特徴とする請求項３ないし９のいずれかに記載の海島構造を有する光伝送体またはそのプリフォームの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし８のいずれかに記載の光伝送体に１層以上の被覆を施した光ファイバコード。
【請求項１３】
内部に長手方向に伸びる空孔を有し、抗張力補強部材が埋設された熱可塑性樹脂からなる長尺体と、前記長尺体の空孔部に収納される請求項１２に記載の光ファイバコードと、を含む光ファイバケーブル。
【請求項１４】
請求項１２に記載の光ファイバコードを複数束ねたことを特徴とするバンドルファイバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバなどとして使用される光伝送体、詳しくは耐熱性、難燃性、耐薬品性及び耐溶剤性に優れ、低伝送損失かつ高伝送帯域を有する、海島構造を有する光伝送体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは、光伝播媒体として優れた特性を有しており、従来特に広い波長にわたって優れた光伝送性を有する無機ガラス系光ファイバが使用されている。またこれら無機ガラス系光ファイバは、加工性が悪く、曲げ応力が弱いばかりでなく、高価であることから、プラスチックを基材とする光ファイバ（光ファイバ素線）が開発され、実用化されている。
【０００３】
従来、光ファイバは、高屈折率コア（芯）材料を、これより低屈折率のクラッド（鞘）材料で包囲し、屈折率の異なる材料の組み合わせでコア−クラッド構造を形成した屈折率段階型（ＳＩ型）光ファイバが一般的である。このような構造のプラスチック光ファイバは、多く提案され、一部実用化されているが、光透過性の良好なポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル系重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ノルボルネンなどの重合体を基材とする芯（コア）層と、これらより屈折率が小さく、かつ実質的に透明な含フッ素重合体等を基材とする鞘（クラッド）層とを基本構成単位としている。また特開平２−２４４００７号公報には、コア層とクラッド層のいずれもに含フッ素樹脂を用いた提案もされている。
【０００４】
光ファイバとして、上記屈折率段階型の光ファイバとともに、軸心から円周方向に向かっう半径方向で材料分布させることにより屈折率を減衰させた屈折率分布型（ＧＩ型）の光ファイバも知られている（たとえば「化学と工業」第４５巻第７号１２６１−１２６４　（１９９２）、特開平５−１７３０２６、ＷＯ９４／０４９４９、ＷＯ９４／１５００５など）。また、特開平５−２４１０３６号公報には単一もしくは特定モードの光のみを伝送するシングルモード（ＳＭ）のプラスチック光ファイバが提案されている。さらに、特開平９−３３７３７号公報には、クラッド樹脂中にクラッド樹脂よりも屈折率が高い樹脂からなる直径５０〜２００μｍの芯（コア）が７本以上埋め込まれた多芯（マルチコア）プラスチック光ファイバが提案されている。
【０００５】
さらに空孔を含む構造の光ファイバ（ホーリーファイバ）が知られている。たとえばシリカガラス単一材料中に空気を含ませた光ファイバは、低屈折率空孔部の存在により全反射によって光が導波する全反射型導波型ホーリーファイバとして知られている。
近年、上記空孔が長軸方向に並列延在する空孔が周期的配列することによりフォトニック結晶構造を構成したフォトニッククリスタルファイバが注目を集めつつある。フォトニック結晶ファイバの１つは、コア−クラッド構造を有し、クラッドに空孔を存在させることでクラッドの実効屈折率をコア部屈折率よりも低下させ、全反射により光を導波する全反射型ホーリーファイバである。
【０００６】
またフォトニッククリスタルファイバのうちでも、特に大きな波長分散を発現するものとして、上記フォトニック結晶構造を構成する空孔の周期的配列に対しコア部が欠陥を構成し、かつ該コア部を導波する光の周波数に対しフォトニック結晶ファイバがフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）を発現する導波原理が注目されている。
このＰＢＧを導波原理とするファイバでは、ＰＢＧに属する周波数と伝播定数を有する光は、クラッド内で指数的に減衰して大きな振幅を持てないが、周期性欠陥であるコアでは大きな振幅を持てるため光はコアに局在する。このＰＢＧファイバでは、空孔の周期性を破るものであれば、コアは中空構造でもよく、この点で従来の高屈折率コア構造と大きく異なる。
フォトニッククリスタルファイバは、孔の大きさ、数、配置によって、広帯域シングルモード動作を達成することが可能である。
【０００７】
上記のようなフォトニッククリスタルファイバを含むホーリーファイバとしては、無機ガラス系の石英ファイバが知られており、その製造方法としては、ＳｉＯ２　を主体としてなる円柱体を準備し、その円柱体の軸芯部周辺に長軸方向に貫通する細穴を多数設けることにより中実構造のプリフォームを作製し、そのプリフォームを長軸方向に延伸（線引き）して細孔化し、光ファイバとする方法（１）がある。
また多数のＳｉＯ２　製キャピラリを最密充填状態に束ね、隣接するキャピラリの外側面同士を融着一体化させることによりプリフォームを作製し、そのプリフォームを線引きするフォトニッククリスタルファイバの製造方法（２）も提案されている（特開２００２−９７０３４）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この様にプラスチック光ファイバは無機ガラス系光ファイバにはない特徴を有するが、従来の屈折率段階型プラスチック光ファイバでは伝送帯域が狭いという点で実用的なものが得られていない。上記特開平９−３３７３７号公報にはコア材とクラッド材の屈折率差を小さくし、その分低下した曲げ損失をコア径を小さいものを束ねることで、入射光量を保ちながら伝送帯域を改善する努力がなされているが、１００ｍで１ＧＨｚ以上の高速伝送を実現するには至っていない。また、屈折率分布型のプラスチック光ファイバでは近赤外光における伝送損失が大きいという点で、通信用光ファイバとしては実用的なものが得られていない。さらに、プラスチック光ファイバは、Ｃ−Ｈ結合の振動および変角運動に起因する波長吸収のため、特定の波長領域しか使用できず、すなわち、可視光（５００〜７００ｎｍ）および近赤外光（７００〜１６００ｎｍ）領域では使用できず、使用が限定されている。
【０００９】
また、上記フォトニッククリスタルファイバを含むホーリーファイバの製造方法（１）では、円柱体に多数の細孔を近接させて設けるので、隣接する細穴同士の仕切部分は極めて薄く、加工中にその仕切部分が割れたりすることもあり、プリフォームの作成が極めて困難である。さらにまた、上記（２）の製造方法では、細いキャピラリの扱いやクリーン度の維持が困難であり、最密充填状態に束ねられた多数のキャピラリの形態を保持したまま融着一体化させる加工が極めて困難である。さらにファイバが中空部を多く有するために、隙間にゴミや水が入りやすく、ファイバ断面積当りの充填度が低いためファイバ強度が弱いという欠点がある。
さらに、従来のプラスチック光ファイバは、特定の用途において、機械強度、耐熱性、耐湿性、耐薬品性および不燃性が必ずしも満足のいくものではなかった。
【００１０】
本発明は、ポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル系重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート等の重合体を主体とするプラスチック光ファイバでは達し得なかったＬＡＮ、集合住宅、医療器具、自動車乃至ＯＡ（オフィスオートメーション）、家電機器用途等で要求される機械強度、耐熱性、耐湿性、耐薬品性、不燃性を有し、光ファイバとして使用可能な光伝送体を提供することを目的とするものであり、またアクリル系重合体、ポリカーボネート、ノルボルネン等の重合体を主体とするプラスチック光ファイバでは達し得なかった可視光（５００〜７００ｎｍ）および近赤外光（７００〜１６００ｎｍ）領域の利用を可能とし、空孔を含む光ファイバ（フォトニッククリスタルファイバを含むホーリーファイバ）にはない機械強度を有し、必要に応じてコア部をシングルモード伝搬条件とする事で超高速伝送性を付与する事ができる低伝送損失且つ高伝送帯域型の光ファイバとして使用可能な光伝送体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、高屈折率の連続相中に、低屈折率の分散相が分散された海島構造を有する光伝送体を提供する。
光伝送体の断面形状において、低屈折率の分散相は、光導波路を形成する周期性を有するように配列されることが好ましい。
【００１２】
本発明の光伝送体において、高屈折率の連続相を構成する成分および前記低屈折率の分散相を構成する成分は、いずれも有機化合物の重合体であることが好ましい。
高屈折率の連続相を構成する成分は、実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体（ａ）からなり、低屈折率の分散相を構成する成分は、前記含フッ素重合体（ａ）との比較において屈折率が０．００１以上低い含フッ素重合体（ｂ）からなることが好ましい。
含フッ素重合体（ａ）は、含フッ素環構造を含むことが好ましい。
含フッ素環構造は、環員エーテル結合を含んでもよい含フッ素脂環構造であることが好ましい。
本発明の光伝送体において、含フッ素環構造を含む含フッ素重合体は、主鎖に前記フッ素環構造を有することが好ましい。
本発明の光伝送体において、含フッ素重合体（ａ）および（ｂ）のいずれもが、実質的にＣ−Ｈ結合を有しない、かつ、主鎖にエーテル結合を含んでもよい含フッ素脂環構造を有する非結晶性の含フッ素重合体であることが好ましい。
【００１３】
本発明は、上記の海島構造を有する光伝送体を製造するためのものであって、高屈折率成分の有機化合物の重合体からなる長尺体中に、低屈折率成分の有機化合物重合体が分散され、前記低屈折率成分の有機化合物の重合体は、前記長尺体中をその長手方向に延在しており、それにより海島構造を有するプリフォームを提供する。好ましくは延伸後、相同な径断面を有する延伸成形体（光伝送体）が得られるプリフォームである。
【００１４】
本発明は、またあらかじめ分割したストランド状の低屈折率成分の有機化合物の重合体を、高屈折率成分である有機化合物の重合体で作製した管内に配置して、共紡糸することを特徴とする本発明の海島構造を有する光伝送体またはそのプリフォームの製造方法を提供する。
本発明は、また均一に溶融させた低屈折率成分である有機化合物の重合体を押出ダイス内で分流させ、細分化した後にその周辺部に高屈折率成分の有機化合物の重合体を供給して、前記低屈折率成分の有機重合体の外周部に前記高屈折率成分の有機重合体を施し、さらにそれらを共通のノズルから押出すことを特徴とする本発明の海島構造を有する光伝送体またはそのプリフォームの製造方法を提供する。
【００１５】
本発明は、また上記光伝送体に１層以上の被覆を施した光ファイバコードを提供する。
【００１６】
本発明は、また内部に長手方向に伸びる空孔を有し、抗張力補強部材が埋設された熱可塑性樹脂からなる長尺体と、長尺体の空孔部に収納された上記光ファイバコードと、を含む光ファイバケーブルを提供する。
【００１７】
本発明は、また上記の光ファイバコードを複数束ねたことを特徴とするバンドルファイバを提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明を具体的に説明する。
本発明において、光伝送体は、具体的に光ファイバ、光導波路、スイッチ、ロッドレンズなどである。
本発明の光伝送体は、上記のフォトニッククリスタルファイバを含むホーリーファイバの概念において、多孔部を設けるかわりに、連続相中に、該連続相をなす物質よりも屈折率が低い物質（分散相）を分散させて海島構造とすることで光学的にフォトニッククリスタルファイバを含むホーリーファイバと同様の働きをさせると同時に、ファイバ中に空孔部が存在しないことで、ゴミや水分等の混入を防いで、かつファイバ強度を高めたものである。
【００１９】
本発明の光伝送体は、上記海島構造を有していれば、光の導波原理は、全反射型、屈折率段階型、ＰＢＧを導波原理とするものなど特に制限されない。
また分散相の数、形、配置、光伝送体の大きさ、たとえば光ファイバ素線の径なども特に限定されず、光伝送体の目的に応じて適宜所望設計することができる。
したがって、光の導波原理を全反射型とした場合、分散相は連続相中にランダムに分散されていてよい。図１は、本発明の光伝送体の一例を示した断面図である。図１において、光伝送体１は、連続相２中に分散相３がランダムに分散された全反射型の光伝送体である。ただし、本発明において、光伝送体の断面形状において、分散相は光導波路を形成する周期性をもって分散されていることが好ましい。すなわち、本発明の光伝送体において、分散相は、フォトニッククリスタルファイバを含むホーリーファイバの多孔部と同様の役割をするものであるから、これらの光ファイバの断面形状において多孔部がもつ周期性を有していることが好ましい。
このような光導波路を形成する周期性の具体例を、図を用いて以下に例示する。
【００２０】
図２および３は、光伝送体１の直径断面において、分散相２が連続相３の全体にわたって周期的に配列されてフォトニック結晶構造を形成する光伝送体の径断面図である。図２および３に示す光伝送体１では、全反射型の導波原理により光を伝播する。このような全反射型の光伝送体１の場合、分散相３は厳密な意味で周期的に配列されることは必ずしも必要ではなく、ある程度ランダムに配列されていてもよい。
また、分散相は、上記のように周期的に配列されたフォトニック結晶構造中に、該構造をやぶる欠陥部分を有することで、該欠陥部分を通過する光に対してフォトニックバンドギャップ（ＰＢＧ）を発現し、ＰＢＧを導波原理とするものであってもよい。
ＰＢＧを導波原理とする態様例を図４に示す。図４に示す光伝送体１は、分散相３が、ハニカム構造に周期的配列され、フォトニック結晶構造をなしているが、ハニカム構造の中心部分は、分散相３ではなく、連続相２になっている。これによりハニカム構造の中心部分の連続相２は、同構造の周期性をやぶる欠陥部分をなしている。
【００２１】
本発明の光伝送体において、高屈折率の連続相を構成する成分および低屈折率の分散相を構成する成分は、互いの屈折率の差が０．００１以上であって、光伝送体の材料として好適なものであれば特に限定されない。したがって、例えば互いの屈折率の差が０．００１以上である２つの無機ガラスであってもよいが、好ましくは互いの屈折率の差が０．００１以上である２つの有機化合物の重合体であり、このような有機化合物の重合体は、光伝送体の分野で使用される有機化合物の重合体を広く含み、例えば、ポリメチルメタクリレートに代表されるアクリル系の重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン、有機化合物重合体中のＣ−Ｈ結合を一部または全てＣ−Ｆ結合に置換した含フッ素重合体等が挙げられる。なお、本発明において、屈折率はナトリウムＤ線に対する屈折率をいう。
【００２２】
なお、本発明者は、また上記問題点の認識に基づいて鋭意検討を重ねた結果、耐熱性、耐湿性、耐薬品性、不燃性を付与し、かつ近赤外光で光吸収が起こるＣ−Ｈ結合（すなわち、炭素−水素結合）をなくすためには、Ｃ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合（すなわち、炭素−フッ素結合）に変換した含フッ素重合体が最適であるとの知見を先に得た。
したがって、本発明の光伝送体において、連続相および分散相は、実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体からなることが好ましい。
【００２３】
本発明において、含フッ素重合体は、実質的にＣ−Ｈ結合を有さない非結晶性の含フッ素重合体であれば特に限定されないが、含フッ素環構造を含むものが好ましい。含フッ素環構造としては具体的に、環員エーテル結合を含んでいてもよい含フッ素脂環構造（以下単に含フッ素脂環構造と略称することもある）、含フッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環構造または含フッ素芳香族環構造などが挙げられる。
【００２４】
上記含フッ素環構造のうちでも、環員エーテル結合を含んでいてもよい含フッ素脂環構造および含フッ素ポリイミド環構造が好ましく、前者がより好ましい。また特に、上記含フッ素環構造を主鎖に有する含フッ素重合体が好ましく、さらには該環構造を含む主鎖構成単位が、実質的に線状構造を形成して溶融成形可能なものが好ましい。とりわけ主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体が好ましい。
以下にはまず、特に好ましい含フッ素重合体である含フッ素脂環構造を主鎖に有する含フッ素重合体について具体的に説明する。
【００２５】
主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体は、主鎖が炭素原子の連鎖からなり、かつその主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体である。
主鎖に含フッ素脂環構造を有するとは、脂環を構成する炭素原子の１以上が主鎖を構成する炭素連鎖中の炭素原子であり、かつ脂環を構成する炭素原子の少なくとも一部にフッ素原子またはフッ素含有基が結合している構造を有することを意味する。
【００２６】
本発明に係る含フッ素重合体の好ましい態様である含フッ素脂環構造を有する主鎖構成単位としては、たとえば下記のような構造が挙げられる。
【化１】
2004093639.tif 000003
【００２７】
上記各式中、ｌは０〜５、ｍは０〜４、ｎは０〜１、ｌ＋ｍ＋ｎは１〜６、ｏ、ｐ、ｑはそれぞれ０〜５、ｏ＋ｐ＋ｑは１〜６であり、Ｒ１　、Ｒ２　およびＲ３　はそれぞれ独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３　、Ｃ２　Ｆ５　、Ｃ３　Ｆ７　またはＯＣＦ３　であり、Ｘ１　およびＸ２　は独立にＦ、ＣｌまたはＣＦ３　である。
【００２８】
含フッ素脂環構造を有する重合体としては、具体的に、
▲１▼含フッ素脂環構造を有する単量体（環を構成する炭素原子と環を構成しない炭素原子間に重合性二重結合を有する単量体、または環を構成する炭素原子２個間に重合性二重結合を有する単量体）を重合して得られる重合体、
▲２▼２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体を環化重合して得られる主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体が好適である。
【００２９】
上記含フッ素脂環構造を有する単量体は１個の重合性二重結合を有する単量体が好ましく、上記環化重合しうる含フッ素単量体は２個の重合性二重結合を有しかつ含フッ素脂環構造を有さない単量体が好ましい。
なお、以下含フッ素脂環構造を有する単量体と環化重合しうる含フッ素単量体以外の共重合性単量体を「他のラジカル重合性単量体」という。
【００３０】
含フッ素重合体の主鎖を構成する炭素原子は単量体の重合性二重結合の２個の炭素原子から構成される。したがって、重合性二重結合を１個有する含フッ素脂環構造を有する単量体では、重合性二重結合を構成する２個の炭素原子の一方または両方の炭素原子が脂環を構成する原子となる。脂環を有さない、かつ２個の重合性二重結合を有する含フッ素単量体は、一方の重合性二重結合の１個の炭素原子と他方の重合性二重結合の１個の炭素原子が結合して環を形成する。結合した２個の炭素原子とそれらの間にある原子（ただし、側鎖の原子を除く）によって脂環が形成され、２個の重合性二重結合の間にエーテル性酸素原子が存在する場合は含フッ素脂肪族エーテル環構造が形成される。
【００３１】
含フッ素脂環構造を有する単量体を重合して得られる主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体は、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）（ＰＤＤと略称する）、ペルフルオロ（２−メチル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（２−エチル−２プロピル−１，３−ジオキソール）、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−４メチル−１，３−ジオキソール）などのジオキソール環員炭素にフッ素、トリフルオロメチル基ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基などのフッ素置換アルキル基を有するペルフルオロジオキソール類、ペルフルオロ（４−メチル−２−メチレン−１，３−ジオキソラン）（ＭＭＤと略称する）、ペルフルオロ（２−メチル−１，４−ジオキシン）などの含フッ素脂環構造を有する単量体を重合することにより得られる。
【００３２】
またこの単量体とＣ−Ｈ結合を含まない他のラジカル重合性単量体とを共重合させることにより得られた主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体も用いられる。他のラジカル重合性単量体の重合単位の割合が多くなると含フッ素重合体の光の透過性が低下する場合があるので、含フッ素重合体としては、含フッ素脂環構造を有する単量体の単独重合体やその単量体の重合単位の割合が７０モル％以上の共重合体が好ましい。
【００３３】
Ｃ−Ｈ結合を含まない他のラジカル重合性単量体としては、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）などが挙げられる。
このようなタイプの市販の実質的にＣ−Ｈ結合を有さない非晶質の含フッ素重合体としては、上記ペルフルオロ−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール重合体（商品名テフロン（登録商標）ＡＦ：デュポン社製）、ペルフルオロ−４−メチル−１，３−ジオキソール重合体（商品名ＨＹＦＬＯＮ　ＡＤ：アウジモント社製）などがある。
【００３４】
また、２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体を環化重合して得られる、主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体は、特開昭６３−２３８１１１号公報、特開昭６３−２３８１１５号公報などにより知られている。すなわち、ペルフルオロ（３−オキサ−１，５−ヘキサジエン）、ペルフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥと略称）などの単量体を環化重合することにより、またはこのような単量体とテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオロ（メチルビニルエーテル）などのＣ−Ｈ結合を含まない他のラジカル重合性単量体とを共重合させることにより主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体が得られる。上記ＰＢＶＥの環化重合では、２，６−位炭素の結合により前記式（Ｉ）で示される５員環エーテル構造を主鎖に有する重合単位が形成される。
【００３５】
また２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体としては、上記以外にもたとえばＰＢＶＥの飽和炭素に置換基を有する単量体も好ましく、具体的にペルフルオロ（４−メチル−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥ−４Ｍと略称）、ペルフルオロ（４−クロロ−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥ−４ＣＬと略称）、ペルフルオロ（５−メトキシ−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥ−５ＭＯと略称）、ペルフルオロ（５−メチル−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）なども好ましい。他のラジカル重合性単量体の重合単位の割合が多くなると含フッ素重合体の光の透過性が低下する場合があるので、含フッ素重合体としては、２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体の単独重合体やその単量体の重合単位の割合が４０モル％以上の共重合体が好ましい。
このようなタイプの実質的にＣ−Ｈ結合を有さない非晶質の含フッ素重合体の市販品としては「サイトップ」（旭硝子社製）がある。
【００３６】
また、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）などの含フッ素脂環構造を有する単量体とペルフルオロ（３−オキサ−１，５−ヘキサジエン）、ペルフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（ＰＢＶＥ）などの２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体とを共重合させることによっても主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体が得られる。この場合も組み合わせによっては光の透過性が低下する場合があるので、２個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体の重合単位の割合が３０モル％以上の共重合体が好ましい。
【００３７】
含フッ素脂環構造を有する重合体は、主鎖に環構造を有する重合体が好適であるが、全重合単位に対して環構造を有する重合単位を２０モル％以上、好ましくは４０モル％以上含有するものが透明性、機械的特性等の面から好ましい。
【００３８】
また、含フッ素脂環構造を有する重合体はペルフルオロ重合体であることが好ましい。すなわち、炭素原子に結合する水素原子のすべてがフッ素原子に置換された重合体であることが好ましい。
しかし、ペルフルオロ重合体の一部のフッ素原子は塩素原子、重水素原子などの水素原子以外の原子に置換されていてもよい。塩素原子の存在は重合体の屈折率を高める効果を有することより、塩素原子を有する重合体は特に含フッ素重合体として使用できる。
【００３９】
上記含フッ素重合体は、光伝送体が耐熱性を奏し、高温にさらされても軟化しにくくしたがって光の伝送性能が低下することなどのない十分な分子量を有することが望ましい。またこのような特性を発現するための含フッ素重合体の分子量は、溶融成形可能な分子量を上限とするが、３０℃ペルフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）（ＰＢＴＨＦ）中で測定される固有粘度［η］で、通常好ましくは０．１〜１ｄｌ／ｇ程度、より好ましくは０．２〜０．５ｄｌ／ｇ程度である。また該固有粘度に相当する数平均分子量は、通常１×１０４　〜５×１０６　程度、好ましくは５×１０４　〜１×１０６　程度である。
また上記含フッ素重合体を溶融紡糸時、あるいはプリフォームの延伸加工時の成形性を確保するため、含フッ素重合体の２００〜３００℃で溶融した含フッ素重合体の溶融粘度は、１×１０２　〜１×１０５　Ｐａ・ｓ程度であることが好ましい。
【００４０】
上記した含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体は、後述する含フッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環構造または含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合体に比べ、熱延伸または溶融紡糸によりファイバ化加工してもポリマー分子が配向しにくく、したがって光の散乱を起しにくいなどの理由から特に好ましい。とりわけ含フッ素脂肪族エーテル環構造を有する含フッ素重合体が好ましい。
【００４１】
上記の主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体は、本発明の好ましい含フッ素重合体であるが、前述したように本発明の含フッ素重合体はこれに限定されるものではない。
たとえば、特開平８−５８４８号公報に記載されている、実質的にＣ−Ｈ結合を有さない、主鎖に含フッ素脂環構造以外の含フッ素環構造を有する非結晶性の含フッ素重合体を使用することができる。具体的にはたとえば含フッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環構造、含フッ素芳香族環構造などの含フッ素環構造を主鎖に有する非結晶性の含フッ素重合体を使用することができる。これら重合体の溶融粘度あるいは分子量は、前記した主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体のものと同等範囲にあるものが好ましい。
【００４２】
本発明の好ましい含フッ素重合体である含フッ素イミド環構造を主鎖に有する含フッ素重合体としては、具体的には下記の一般式で示される繰り返し単位を有するものが例示される。
【００４３】
【化２】
2004093639.tif 000004
（上記式中、Ｒ１　は下記から選ばれ、
【化３】
2004093639.tif 000005
Ｒ２　は下記から選ばれる。
【化４】
2004093639.tif 000006
ここで、Ｒｆ　はフッ素原子、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアリール基、パーフルオロアルコキシ基、パーフルオロフェノキシ基から選ばれ、これらは各々同一であっても異なっていてもよい。Ｙは下記から選ばれる。
【化５】
2004093639.tif 000007
ここで、Ｒ’　ｆ　はパーフルオロアルキレン基、パーフルオロアリーレン基から選ばれ、これらは各々同一であっても異なっていてもよい。ｒは１〜１０である。Ｙと２つのＲｆ　が炭素をはさんで環を形成してもよく、その場合、環は飽和環でも不飽和環でもよい。）
【００４４】
さらに本発明では、含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合体として、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエステルなどの側鎖または主鎖に芳香環を有するポリマーのフッ素置換体が挙げられる。これらは全フッ素置換されたペルフルオロ体でもよく、フッ素置換残部を塩素などで置換したものでもよい。さらにトリフロロメタン置換基などを有していてもよい。
また上記含フッ素重合体中のフッ素原子は、屈折率を高めるために一部塩素原子で置換されていてもよい。さらに屈折率を高めるための物質を本発明の含フッ素重合体中に含ませてもよいが、本発明の成形材料全体で実質的にＣ−Ｈ結合を含まないことが肝要である。
【００４５】
上記には、光伝送体の連続相および分散相を構成する含フッ素重合体について説明したが、本発明では、予め重合した上記重合体を成形材料としてもよく、上記含フッ素重合体を形成しうる重合性モノマーを用いて成形時に重合させてもよい。
【００４６】
また、本発明の連続相および分散相を構成する好適成分は、実質的にＣ−Ｈ結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体であるが、分散相は、連続相に対して屈折率が０．００１以上低いことが必要であることから、分散相を構成する含フッ素重合体は少量の水素原子を有していてもよい。しかし、水素原子の存在は伝送光の吸収の要因となるおそれがあること、フッ素原子に比較して水素原子の存在は重合体の屈折率を高めること、などの理由により、分散相を構成する含フッ素重合体も実質的に水素原子を有しない重合体が好ましい。
【００４７】
本発明では、上記した構成の海島構造を有する光伝送体を、好ましくは上記した含フッ素重合体を用いて得ることができれば、製造方法は特に制限されない。したがって本発明では、海島構造を有する光伝送体を直接製造してもよいが、高屈折率成分の有機化合物の重合体からなる長尺体中に、低屈折率成分の有機化合物の重合体が分散されており、低屈折率成分の有機化合物の重合体は、長尺体中をその長手方向に延在する、海島構造を有するプリフォームを製造して、これを延伸成形することで所望の径を有する光伝送体を製造してもよい。したがって、本発明は、上記のような海島構造を有するプリフォームも提供することができる。
【００４８】
本発明の海島構造を有する光伝送体またはプリフォーム、より具体的には海島構造を構成する連続相および分散相のいずれもが有機化合物の重合体からなる光伝送体またはプリフォームにおいて、連続相中に分散相を分散させて海島構造を形成する手法としては、溶融紡糸や押出成形が利用できる。
例えば、あらかじめ分割したストランド状である低屈折率の有機化合物の重合体（島材）を高屈折率の有機化合物の重合体（海材）で作製した管内に配置して、共紡糸することによって海島構造を形成することができる。
また、均一に溶融させた低屈折率の有機化合物の重合体（島材）を押出ダイス内で分流させ、細分化した後にその周辺部に高屈折率の有機化合物の重合体（海材）を供給して低屈折率の有機化合物の重合体の外周部に高屈折率の有機化合物の重合体を施し、さらにそれらを共通のノズルから押出す事によって海島構造を形成することができる。
【００４９】
本発明の手順により、直接またはプリフォームを延伸成形することで海島構造を有する光ファイバ素線を得ることができる。このようにして得られる光ファイバ素線は、通常熱可塑性樹脂等の被覆を施して光ファイバコードとして使用される。被覆は、光ファイバ素線の被覆として通常使用される材料、例えば、ポリエチレン、　ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン系共重合体等の熱可塑性樹脂から適宜選択すればよい。通常はこのような光ファイバケーブルコードを、さらに仕切りスペーサを有し、光ファイバケーブルコードを収納するための空孔部を有する長尺体の形状をした別の被覆に、複数本、例えば２本、収納して光ファイバケーブルとして使用される。このような長尺体の形状をした被覆には、通常は光ファイバの引張り伸びを防止するための抗張力補強材（テンションメンバ）が埋設される。テンションメンバは、この用途に通常使用される材料、例えば金属線、ＦＲＰ線等の線材、またはアラミド連続長繊維等の高剛性連続長繊維等から適宜選択すればよい。また、光ファイバ素線に被覆を施した光ファイバコードは、複数本束ねてバンドルファイバとして使用してもよい。このようなバンドルファイバには、複数本の光ファイバコードを環状に束ねたもの以外に、複数本の光ファイバコードを並列に並べて構成される多芯テープ心線を含む。なお、バンドルファイバでは、複数本束ねた光ファイバコードを覆うようにさらに別の被覆が形成されている。また、このようなバンドルファイバでは、通常光ファイバコード間の空隙部分に、抗張力補強材や糸、紐、紙、プラスチック等各種緩衝材が配置される。ここで光ファイバを得るが、これに限定されるものではなく、光導波路や光スイッチ、ロッドレンズなどにも適用できる。
【００５０】
本発明の光伝送体は、好ましくは実質的にＣ−Ｈ結合を有しない含フッ素重合体からなるため、硫酸、塩酸等の酸性薬品や水酸化ナトリウム等のアルカリ性薬品に侵されない。また、トルエン、ベンゼンやアセトン等の有機溶剤にも侵されないという特徴があり、下水道配管内や作動油が飛散するような工場内等の劣悪な環境下でも使用可能である。また、連続相中に分散相が分散された海島構造であるため、曲げ損失が改善され、頻繁に折り曲げられるロボット等の可動部へも使用できる。
【００５１】
また、本発明の海島構造を有する光ファイバは、海島構造を制御して、周囲を分散相で囲まれた連続相の部分（コア部）における光の伝播をシングルモードとすることで、３〜４ＧＨｚ・ｋｍの超広帯域化が可能となり、波長６５０〜１，６００ｎｍで１０００ｍの伝送損失が５０ｄＢ以下とすることができる。特に主鎖に脂環構造を有する含フッ素重合体では同様な波長で、１０００ｍの伝送損失が２０ｄＢ以下とすることができる。波長７００〜１，６００ｎｍという比較的長波長において、このような低レベルの伝送損失であることは極めて有利である。すなわち、石英光ファイバと同じ波長を使えることにより、石英光ファイバとの接続が容易であり、また波長６５０ｎｍよりも短波長を使わざるをえない従来のプラスチック光ファイバに比べ、光源の選択範囲が広いという利点がある。
【００５２】
本発明の海島構造を有する光ファイバは、加入者系の通信線、工場内ＬＡＮ、病院内ＬＡＮ、学校内ＬＡＮ、下水道配管内ＬＡＮ等の公共施設内でのＬＡＮ、医療機器、フロアーケーブル、電力線監視通信線、自動車用途、電車の運転条件のモニタ画像伝送、外洋航路の大型船舶内の通信用、航空機内のデータ伝送、業務用ゲーム機を始めとするアミューズメント関係などの高速、高帯域を必要とする映像伝送、高画質の動画、立体画像の伝送、コンピューターないし自動交換機等の機器内配線、一般の屋内通信網、各種センサ分野、照明、イルミネーション分野、エネルギー伝送などの様々な分野での利用が可能である。
【００５３】
【実施例】
次に、本発明について実施例を用いて更に具体的に説明するが、これらの実施例が本発明を限定するものでないことはいうまでもない。
実施例１
低屈折率の含フッ素重合体（ａ）として、パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）の環化重合体（屈折率１．３４）を選択し、外径が２０ｍｍで長さが５００ｍｍの円柱状の島母材（ｃ）を成形した。一方、上記パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）の環化重合体に、ＣＴＦＥ（クロロトリフルオロエチレン）オリゴマーを１５質量パーセント添加し、加熱拡散して高屈折率成分（屈折率：１．３５５）の含フッ素重合体を作製し、外径が４０ｍｍ、内径が２１ｍｍ、長さが５５０ｍｍの中空管（海母材：ｄ）、および、外径２０ｍｍの中実ロッドを成形した。この中実ロッドだけを溶融紡糸し、外径が０．５ｍｍのストランド（ｅ）を得た。
中空管（海母材：ｄ）の中空部に島母材（ｃ）を挿入し、２２０℃に加熱された加熱炉の中で溶融紡糸し、外径が０．５ｍｍで、島部の直径が０．２５ｍｍのストランド（ｆ）を得た。
さらに上記パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）の環化重合体を用いて、回転成形で外径が２０ｍｍ、内径が１０ｍｍ、長さが５００ｍｍの中空管（ｇ）を成形した。中空管（ｇ）の中空部には、その中心部に高屈折率の含フッ素化合物で作製したストランド（ｅ）を配置し、ストランド（ｅ）を囲むように、長さ４８０ｍｍにカットした低屈折率の含フッ素重合体から作製したストランド（ｆ）を同心円状に２００本挿入し、プリフォーム母材（ｈ）を作製した。
プリフォーム母材（ｈ）を２２０℃に加熱された加熱炉の中で溶融紡糸し、図５に示す外径が０．５ｍｍで、高屈折率の含フッ素化合物である連続相（海材）２中に、低屈折率の含フッ素化合物である直径６μｍの分散相（島材）３が２００本分散された海島構造を有する含フッ素重合体製の光ファイバ１を得た。図５に示す光ファイバは、連続相２を６つに分割するように、分散相３が縦横方向および斜め方向に、各々中心から外側に向かって直線状に配列されており、直線状に配列された分散相３同士の間には、分散相３がある程度周期性をもって分散されている。得られた含フッ素重合体製の光ファイバ１にＮＡ（開口数）０．１、波長８５０ｎｍのレーザー光を入射し、２００ｍの伝送試験を実施したところ、伝送損失は１９ｄＢ／ｋｍ、帯域は４ＧＨｚ・ｋｍであった。また、同ファイバをＲ（曲率）１０で１８０°の角度で曲げた時の損失は０．０１ｄＢ以下であった。
【００５４】
実施例２
低屈折率の含フッ素重合体（ａ）として、パーフルオロ（２，２―ジメチル−１，３ジ−ジオキソール）［ＰＤＤ］　とテトラフルオロエチレン［ＴＦＥ］　との共重合体（モルパーセント比　６５：３５）（屈折率：１．３１）を選択し、外径２０ｍｍ、長さが３００ｍｍの中実ロッドを作製した。上記中実ロッド（ｊ）を加熱紡糸し、外径２ｍｍのストランド（ｋ）を得た。
同時に、内径４０ｍｍのパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）−テトラフルオロエチレン系共重合体（ＰＦＡ）製のチューブ内に、外径２ｍｍ、長さ３００ｍｍのポリカーボネート製の棒状体３０本を直径２０ｍｍの同心円をなすように均等に配列し（すなわち同心円の中心には棒状体は配置されていない）、その状態でチューブ内に海材用の高屈折率の含フッ素重合体（ａ）として、パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）の環化重合体（屈折率１．３４）を溶融状態で注入し、海材前駆体（ｌ）を得た。冷却固化後、海材前駆体（１）をジメチルクロライド溶剤中に（ｌ）を浸漬させた。海材前駆体（１）の構成中、含フッ素重合体（ａ）は全く侵されず、ポリカーボネイト製の棒状体のみが溶解した。
その結果、外径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍで、内径２ｍｍの貫通穴３０本が直径２０ｍｍの同心円をなすように形成された海材（ｍ）を得た。
得られた海材（ｍ）の貫通穴に、低屈折率の含フッ素化合物製のストランド（ｋ）を３００ｍｍの長さにカットした島材を１本ずつ挿入した。海材（ｍ）と島材（ｋ）がずれぬよう底部で一体化した後、２４０℃で溶融紡糸した。
これにより図６に示す外径０．５ｍｍで、高屈折率の含フッ素化合物である連続相（海材）２中に、低屈折率の含フッ素化合物である分散相（島材）（径２５μｍ）３が、３０本の分散された海島構造を有する含フッ素重合体製の光ファイバ１が得られた。図６に示す光ファイバ１は、連続相２中に分散相３が光ファイバ１の中心軸に対して同心円状にある程度周期的に配列されている。得られた光ファイバに、ＮＡ０．２５、波長１３００ｎｍのレーザー光を入射し、５００ｍの伝送試験を実施したところ、伝送損失は１７ｄＢ／ｋｍ、帯域は１ＧＨｚ・ｋｍであった。また、同ファイバをＲ１０で１８０°の角度で曲げた時の損失は０．１ｄＢであった。
【００５５】
実施例３
含フッ素重合体（ａ）として、パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）の環化重合体（屈折率１．３４）を選択し、外径が２０ｍｍで長さが５００ｍｍの円柱状体を成形した。その中にパーフルオロトリフェニルベンゼン（ＴＰＢ）を７質量パーセント添加し、２５０℃で加熱混合して、高屈折率（屈折率：１．３５５）の含フッ素化合物を作製し、外径が４０ｍｍ且つ長さが５００ｍｍの海母材（ｎ）を成形した。
また、上記パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）の環化重合体そのまま用いることで低屈折率（屈折率：１．３４）の含フッ素重合体とし、金属管内で外径が２０ｍｍ、長さが５５０ｍｍの島母材用の円柱状体（ｏ）を成形した。
耐蝕仕様の２０ｍｍスクリュー式押出機２台を準備し、島母材を供給する押出機１と、その外周部の海母材を供給する押出機２をクロスヘッドを介して連結した。島母材はクロスヘッド内で１９本の流れに分流され、さらに各々の島母材外周部に押出機２からの海母材が合流するようになっている。但し中心部だけは島母材の供給がない構造とした。クロスヘッドの先には、直径３ｍｍのノズルを設けた。
押出機１に島母材（ｏ）を投入し、２００℃で溶融した。同時に押出機２に海母材用円柱状体（ｎ）を投入し、２２０℃で溶融した。両者はクロスヘッド内で合流し、連続相である海母材中に、１９本の島母材が分散相として分散された複層断面を有する状態でノズルへと導かれる。ノズルを介して外部に押し出された複層溶融樹脂（ｐ）は、外径０．５ｍｍに延伸して図３に示すプラスチック光ファイバを得た。図３に示す光ファイバ１は、連続相（海材）２中に、径４０μｍの分散相３（島材）が、光ファイバ１の中心軸に対して同心円状に周期的に１９個分散された海島構造を有していた。得られた光ファイバにＮＡ０．２５、波長８５０ｎｍのレーザー光を入射し、１０００ｍの伝送試験を実施したところ、伝送損失は２５ｄＢ／ｋｍ、帯域は１．２ＧＨｚ・ｋｍであった。また、同ファイバをＲ１０で１８０°の角度で曲げた時の損失は０．２ｄＢであった。
【００５６】
実施例４
低屈折率の含フッ素重合体（ａ）として、パーフルオロ（２，２―ジメチル−１，３ジ−ジオキソール）［ＰＤＤ］　テトラフルオロエチレン［ＴＦＥ］　の共重合体（モルパーセント比　６５：３５）（屈折率：１．３１）を島母材とし、高屈折率含フッ素重合体として、パーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）（屈折率：１．３４）を海母材として選択し、各々を２６０℃で溶融し、内径２０ｍｍの金属管内で固化させて、外径が４０ｍｍで長さが５００ｍｍの円柱状体を成形した。
耐食仕様の１５ｍｍプランジャー式押出機２台を準備し、島母材を供給する押出機（１）と、その外周部の海母材を供給する押出機（２）をクロスヘッドを介して連結した。島母材はクロスヘッド内で２本の流れに分流され、さらにその先で各々１００本に分流され、その後で島母材外周部に押出機（２）からの海母材が合流するようになっている。但し、各々１００本の島母材の中心部には海母材が配置される構造とした。クロスヘッドの先には縦３ｍｍ、横５ｍｍの楕円断面を持ったノズルが設けられていた。
押出機（１）に島母材を投入し、２２０℃で溶融した。同時に押出機（２）に海母材用の円柱状体を投入し、２５０℃で溶融した。
両者はクロスヘッド内で合流し、連続相である海母材中に、１００本ずつの２集団となった島母材が、各集団ごとに同心円をなすように分散された複層断面でノズルへ導かれる。ノズルを介して外部に押し出された複層溶融樹脂（ｏ）は、外径０．３×０．５ｍｍに延伸し、図７に示す分散相（島材）３の径は各々３μｍで、１集団当たり分散相（島材）３が１００個存在している海島構造を有するシングルモードのデュープレックス（双方向型）プラスチック光ファイバが得られた。図７に示すように、得られた光ファイバ１は断面形状が楕円形状であり、連続相（海材）２中に光ファイバ１の軸方向に対して各々同心円状に配列する２つの分散相（島材）３の集団を有していた。得られた光ファイバに対して、ＮＡ０．１、波長８５０ｎｍのレーザー光を入射し、２００ｍの伝送試験を実施したところ、伝送損失は２５ｄＢ／ｋｍ、帯域は４．０ＧＨｚ・ｋｍであった。また、同ファイバを用いて１本のファイバで双方向の伝送を行なう事が出来た。Ｒ１０で１８０°の角度で曲げた時の損失は０．０１ｄＢ以下であった。
【００５７】
実施例５
含フッ素重合体（ａ）として、低屈折率の含フッ素重合体（屈折率：１．３２８）であるパーフルオロ（４−メチル−ブテニルビニルエーテル）を島母材とし、高屈折率の含フッ素重合体（屈折率：１．３４）であるパーフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）を海母材として選択し、各々を２５０℃で溶融し、内径２０ｍｍの金属管内で固化させて、外径が３０ｍｍで長さが５００ｍｍの円柱状体を成形した。
耐食仕様の１５ｍｍプランジャー式押出機２台を準備し、島母材を供給する押出機（１）と、その外周部の海母材を供給する押出機（２）をクロスヘッドを介して連結した。島母材はクロスヘッド内で２本の流れに分流され、さらにその先で各々１００本に分流され、その後で島母材外周部に押出機（２）からの海母材が合流するようになっている。但し、各々１００本の島母材の中心部には海母材が配置される構造とした。クロスヘッドの先には、縦３ｍｍ、横５ｍｍの楕円断面を持ったノズルが設けられている。
押出機（１）に島母材を投入し、２２０℃で溶融した。同時に押出機（２）に海母材用の円柱状体を投入し、２５０℃で溶融した。
両者はクロスヘッド内で合流し、連続相である海母材中に１００本ずつの２集団となった島材が各集団ごとに同心円をなすように分散された複層断面でノズルへ導かれる。ノズルを介して外部に押し出された複層溶融樹脂（ｏ）は、外径０．３×０．５ｍｍに延伸し、図７に示すように、分散相（島材）の径は各々３μｍで、海島構造を有するシングルモードのデュープレックス（双方向型）プラスチック光ファイバが得られた。図７に示す光ファイバ１は断面形状が楕円形状であり、連続相２中に光ファイバ１の軸方向に対して各々同心円状に配列する２つの分散相（島材）３の集団を有していた。得られた光ファイバに対して、ＮＡ０．１、波長８５０ｎｍのレーザー光を入射し、２００ｍの伝送試験を実施したところ、伝送損失は２５ｄＢ／ｋｍ、帯域は４．０ＧＨｚ・ｋｍであった。また、同ファイバを用いて１本のファイバで双方向の伝送を行なう事が出来た。Ｒ１０で１８０°の角度で曲げた時の損失は０．０１ｄＢ以下であった。
【００５８】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリメチルメタクリレート系、ポリスチレン系、ポリカーボネート系等の従来のプラスチック光伝送体では達し得なかったＬＡＮ、集合住宅、医療器具、自動車、ＯＡ（オフィスオートメーション）、家電機器用途等で要求される低伝送損失、機械強度、耐熱性、耐湿性、耐薬品性、不燃性を有する光ファイバ製品を提供することができる。また従来の光伝送体では達し得なかった可視光（５００〜７００ｎｍ）と近赤外光（７００〜１６００ｎｍ）を利用可能とし、さらに海島構造を有する光ファイバとすることで、ファイバを曲げた時の曲げ損失を低減し、必要に応じて単一モード伝搬条件とする事で超高速伝送性を付与する事ができる低伝送損失且つ高伝送帯域型の海島構造を有する光ファイバ製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続相中に分散相がランダムに分散された海島構造を有する光伝送体の断面図である。
【図２】連続相全体にわたって分散相が周期的に分散された海島構造を有する光伝送体の断面図である。
【図３】図２とは別の態様の連続相中に分散相が周期的に分散された海島構造を有する光伝送体の断面図であり、分散相は光伝送体の中心軸に対して同心円状に配列されている。
【図４】周期的に配列されたフォトニック結晶構造を有する分散相中に欠陥部分が存在しており、フォトバンドギャップを導波原理とする光伝送体の断面図である。
【図５】実施例１で製造した本発明による海島構造を有するプラスチック光ファイバの断面図である。
【図６】実施例２で製造した本発明による海島構造を有するプラスチック光ファイバの断面図である。
【図７】実施例４および５で作製した本発明によるシングルモードデュープレックス海島構造を有するプラスチック光ファイバの断面図である。
【符号の説明】
１．光伝送体（光ファイバ）
２．連続相（海部）
３．分散相（島部）
【図１】
2004093639.tif 000008
【図２】
2004093639.tif 000009
【図３】
2004093639.tif 000010
【図４】
2004093639.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004093639.tif 000014