(57)【要約】【課題】  径ブレが抑制されたプラスチック光ファイバを得る。【解決手段】  プリフォーム１５は、クラッドをＰＶＤＦから形成し、コアはＰＭＭＡを用いてＧＩ型に形成する。プリフォーム１５を溶融延伸装置４０のヒータ５０に据え付ける。ヒータ５０でプリフォーム１５を１８０℃〜３００℃の温度範囲で加熱溶融する。溶融したプリフォーム１５の先端部１５ａから線引きを行い、光ファイバ１７を得る。クーラ５０から冷却風を光ファイバし１７に吹付けて５０℃〜７０℃まで冷却する。その光ファイバ１７を１５℃の冷却水５６内を通して略室温まで冷却する。ＰＶＤＦの冷却を２段階で行うため、径ブレの発生が抑制され良好な伝送損失値の光ファイバ１７を得ることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと結晶性ポリマーを含んでなるクラッドとを有するプラスチック光ファイバ母材を加熱溶融延伸してプラスチック光ファイバを製造する方法において、
前記加熱溶融延伸されたプラスチック光ファイバの表面温度を前記クラッドの主成分ポリマーの結晶化温度未満とする工程と、
前記工程後に前記プラスチック光ファイバを急速冷却して前記プラスチック光ファイバの表面温度を１５℃以上４０℃以下と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】
前記プラスチック光ファイバの急速冷却に、液体の冷媒を用いて冷却を行う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】
前記プラスチック光ファイバの急速冷却前に、
前記プラスチック光ファイバに風を吹付けて、前記プラスチック光ファイバの表面温度を前記結晶化温度未満とす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】
前記風を前記プラスチック光ファイバに吹き付ける際の圧力が、０．１ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項３記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項５】
前記結晶性ポリマーがフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１ないし４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６】
前記フッ素樹脂がポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項５記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記ポリフッ化ビニリデンの結晶化温度が、１３０℃以上１５５℃以下の範囲であることを特徴とする請求項６記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項８】
前記コアが、ポリメチルメタクリレートを主成分として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つ記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
【請求項９】
前記コアが、中心から半径方向にかけて連続的に低下する屈折率分布を有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】
コアと結晶性ポリマーを含んでなるクラッドとを有するプラスチック光ファイバ母材を加熱溶融延伸してプラスチック光ファイバを製造するプラスチック光ファイバの製造装置において、
前記プラスチック光ファイバに気体をあてて冷却する冷却手段と、
前記プラスチック光ファイバを冷却するために調温された冷媒を溜める槽と、
前記槽内に前記プラスチック光ファイバを走行させる走行手段と、
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。
【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するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信産業の発達に伴い、光ファイバの需要が高まると共に伝送損失が小さく、低価格であるものが要求されている。プラスチック光学部材は、同一構造を有する石英系光学部材と比較して、製造及び加工が容易であること並びに低価格であること等の利点がある。特に、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、伝送損失が石英系光ファイバ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の製造が容易であるという長所を有する。さらに、低コストで製造が可能であるという長所をも有する。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伝送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、光ファイバと称する）は、プラスチックからなる芯（以下、コア又はコア部と称する）とコア部より低屈折率のプラスチックからなる外殻（以下、クラッド又はクラッド部と称する）とから構成されている。光ファイバの製造方法の１つに、溶融押出法によりパイプ状のクラッド部（以下、クラッドパイプと称する）を形成し、そのクラッドパイプ中にコア部を形成する方法が知られている。コア部の形成方法としては、その中心から外周に向けて屈折率が連続的に小さくなる界面ゲル重合法などが知られている。通常、光ファイバは、クラッド部とコア部とから形成されるプラスチック光ファイバ母材（以下、プリフォームと称する）を作製し、そのプリフォームを溶融加熱延伸し紡糸した後に冷却を行い光ファイバを得ている。
【０００４】
冷却法には、自然空冷法が挙げられる。しかしながら、自然空冷では、溶融加熱されている光ファイバは徐冷されるため、その冷却過程でクラッド部のポリマーの結晶化が生じる場合がある。そこで，溶融加熱されている光ファイバを冷却水に通して急冷する水冷法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。水冷法は、熱伝達による冷却の冷却効率が良く好ましい方法として知られている。また、高速冷却ゾーンと低速冷却ゾーンとを備えた設備を用いる方法も知られている。この方法は、光ファイバの温度を低下させるために温度を変えた冷却風をそれぞれのゾーンで吹付け、光ファイバを２段階冷却する（例えば、特許文献３及び４参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０４９４２号公報
【特許文献２】特開２００１−１７４６６０号公報
【特許文献３】特開２００１−１９２２２８号公報
【特許文献４】特開２００１−１９２２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の水冷法により光ファイバを急速冷却すると、クラッドのポリマーが結晶化して、伝送光の減衰が増加するという問題が知られている。また、近年では、光ファイバの延伸を高速化するため、光ファイバを冷却するための冷却ゾーンを長くする必要が生じている。そのため、自然空冷では冷却設備の全高が拡大し、設備費が増大するという問題がある。そこで、特許文献３及び４に記載されている２段階冷却法も冷却風を吹付けるため、冷却風を吹き付ける冷却ゾーンを長くする必要が生じ、設備費が増大するという問題がある。
【０００７】
クラッドには、例えば、低屈折率で機械的強度、可撓性に優れるフッ素系ポリマーが主に用いられており、特にポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦ）やその共重合体，混合物が好ましく用いられている。しかしながら、フッ素系ポリマーは、ＰＶＤＦに代表されるように結晶性ポリマーであるものが多く、急速冷却によりポリマーの結晶化に伴う疎密が生じる場合がある。ポリマーに疎密が生じると屈折率の変化や構造不整が生じて伝送損失の悪化を招く問題がある。そのようなポリマーの疎密により光ファイバの外径が変化するいわゆる径ブレが生じる。
【０００８】
本発明は、延伸設備の全高を拡大することなく高速延伸を行い、径ブレを減少させ光学特性に優れるプラスチック光ファイバの製造方法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】
【０００９】
本発明者が鋭意検討した結果、光ファイバのクラッドにＰＶＤＦを用いた際に、その結晶化温度（例えば、１４０℃）より高温で水に入れ水冷を行うとＰＶＤＦが急速冷却されて径ブレが悪化するということを見出した。そこで、水冷法による急速冷却を行う前に、冷却水に入れるときの光ファイバの表面温度をクラッドの主成分であるポリマーの結晶化温度より低温にすることで、径ブレの発生を抑制しつつ急速冷却が可能となり、高速延伸できることを見出した。
【００１０】
本発明のプラスチック光ファイバの製造方法は、コアと結晶性ポリマーを含んでなるクラッドとを有するプラスチック光ファイバ母材を加熱溶融延伸してプラスチック光ファイバを製造する方法において、前記加熱溶融延伸されたプラスチック光ファイバの表面温度を前記クラッドの主成分ポリマーの結晶化温度未満、より好ましくは（前記結晶化温度−２０）℃以下とする工程と、前記工程後に前記プラスチック光ファイバを急速冷却し、前記プラスチック光ファイバの表面温度を１５℃以上４０℃以下とする。なお、本発明において、急速冷却とは、少なくとも５℃／ｍｉｎ以上で冷却することであり、好ましくは１０℃／ｍｉｎ以上で冷却することである。また、上限は特に限定されるものではないが、あまり急激に冷却するとヒートショックなどのダメージが発生する場合がある。そこで、１００℃／ｍｉｎ以下で冷却することが好ましい。  前記プラスチック光ファイバの急速冷却に、液体の冷媒を用いて冷却を行うことが好ましい。前記プラスチック光ファイバの急速冷却前に、前記プラスチック光ファイバに風を吹付けて、前記プラスチック光ファイバの表面温度を前記結晶化温度未満とすることが好ましい。前記風を前記プラスチック光ファイバに吹き付ける際の圧力が、０．１ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００１１】
前記クラッドのポリマーがフッ素樹脂であることが好ましい。前記フッ素樹脂がポリフッ化ビニリデンであることが好ましい。前記ポリフッ化ビニリデンの結晶化温度が、１３０℃以上１５５℃以下の範囲であることが好ましい。前記コアが、ポリメチルメタクリレートを主成分として形成されていることが好ましい。前記コアが、中心から半径方向にかけて連続的に低下する屈折率分布を有することが好ましい。
【００１２】
本発明のプラスチック光ファイバの製造装置は、コアと結晶性ポリマーを含んでなるクラッドとを有するプラスチック光ファイバ母材を加熱溶融延伸してプラスチック光ファイバを製造するプラスチック光ファイバの製造装置において、前記プラスチック光ファイバに気体をあてて冷却する冷却手段と、前記プラスチック光ファイバを冷却するために調温された冷媒を溜める槽と、前記槽内に前記プラスチック光ファイバを走行させる走行手段とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のプラスチック光ファイバの製造方法によれば、コアと結晶性ポリマーを含んでなるクラッドとを有するプラスチック光ファイバ母材を加熱溶融延伸してプラスチック光ファイバを製造する方法において、前記加熱溶融延伸されたプラスチック光ファイバの表面温度を前記クラッドの主成分ポリマーの結晶化温度未満とする工程と、前記工程後に前記プラスチック光ファイバを急速冷却し、前記プラスチック光ファイバの表面温度を１５℃以上４０℃以下とするから、前記光ファイバの表面が局所的に結晶化することが抑制され、光ファイバの径ブレを抑制できる。また、ポリマーの結晶化に伴う伝送損失の悪化を防止できる。さらに、前記急速冷却を行う前に前記光ファイバに風を吹付けて冷却することで、従来の自然放冷と比較することで所望の温度（クラッドの主成分のポリマーの結晶化温度）まで低下させる時間を短縮することが可能となり、延伸速度を向上させることができる。また、前記風により前記光ファイバを冷却するため冷却区画を短くすることができ、溶融延伸装置の小型化を図ることもできる。
【００１４】
また、低屈折率であり機械的強度の優れるフッ素系ポリマーは、結晶化しやすいが、本発明に係るプラスチック光ファイバの製造方法によれば、前記フッ素系ポリマーの結晶化温度未満まで冷却した後に、急速冷却を行うから、結晶化を抑制することができる。そのため、クラッドの材料として好ましく用いることができる。フッ素系ポリマーは、比較的低屈折率であるため、コアに用いられる材料の選択が容易となる。
【００１５】
本発明のプラスチック光ファイバの製造装置によれば、コアと結晶性ポリマーを含んでなるクラッドとを有するプラスチック光ファイバ母材を加熱溶融延伸してプラスチック光ファイバを製造するプラスチック光ファイバの製造装置において、前記プラスチック光ファイバに気体をあてて冷却する冷却手段と、前記プラスチック光ファイバを冷却するために調温された冷媒を溜める槽と、前記槽内に前記プラスチック光ファイバを走行させる走行手段とを備えるから、前記結晶性ポリマーの結晶化を抑制しつつプラスチック光ファイバを連続して製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係るプラスチック光ファイバの製造方法を図１に示す。クラッド作製工程１１で中空円筒状のクラッドパイプ１２を作製する。次に、重合性組成物を含むアウターコア形成用液（以下、アウターコア液と称する）を調製し、その液を用いてアウターコア重合工程１３を行い、クラッドパイプ１２の中空部にアウターコアを形成する。さらに、インナーコア形成用液（以下、インナーコア液と称する）を調製し、インナーコア重合工程１４を行いインナーコアを形成し、プリフォーム１５を得る。プリフォーム１５を延伸工程１６により、加熱溶融延伸した後に冷却を行いプラスチック光ファイバ１７を得る。プラスチック光ファイバ１７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、取り扱いを容易にしたり、光ファイバの外面の損傷を抑制したりするために保護層を形成することが好ましい。保護層は、被覆工程１８により形成し、光ファイバ１７の外周面に被覆材が被覆された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）１９を得ることができる。
【００１７】
図２（ａ）にプリフォーム１５の断面の一形態を示す。インナーコア３０は、高い伝送特性が得られるように、その中心部から外周部へ連続的に屈折率が小さくなるグレーデッドインデックス型（以下、ＧＩ型と称する）とすることが好ましい（図２（ｂ）参照）。アウターコア３１は、インナーコア３０を形成する際に、その中で界面ゲル重合が可能な材料から形成されている。また、クラッドパイプ１２は、機械的強度に優れ、伝送される光をクラッドパイプ１２外へ放射しない材料から形成することが好ましい。図２に示すプリフォーム１５を用いて延伸を行いプラスチック光ファイバを得る方法について詳細に説明する。始めにクラッド原料，コア原料及び所望の添加剤について説明する。次に、プリフォームの製造方法を説明し、そのプリフォームを延伸して光ファイバとする製造方法を説明する。なお、この例示はあくまでも本発明を詳細に説明するためのものであり、本発明を何ら制限するものではない。
【００１８】
プラスチック光ファイバを作るための材料は、光伝送の機能を損なわない限りにおいてクラッド部及びコア部とも特に限定されるものではない。クラッド部の原料は、その重合体が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も低い屈折率を有し、コア部と密着性が良く、耐久性，耐熱性に優れているものが好ましく用いられる。また、クラッド部を溶融押出成形法により形成する場合には、熱可塑性樹脂が用いられる。コア部の原料は、その重合体が伝送される光に対して光透過性があり、クラッド部の屈折率より高い屈折率を有するものであれば、特に限定されるものではないが、伝送される光信号の伝送損失が少ない材料を用いることが好ましい。
【００１９】
特に好ましく用いられるものとしては、有機材料として光透過性が高い原料として一般的に知られている、例えば、（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）、ポリカーボーネート類等を例示することができ、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が挙げられる。これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類を組成として含むものをより好ましく用いることができる。
【００２０】
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、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。
【００２１】
さらに、光学部材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。
【００２２】
また、クラッド部のポリマーとしては、前記重合性モノマーから重合されるポリマー以外に、フッ素系ポリマーが挙げられる。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＥ）などが挙げられる。
【００２３】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好ましく用いられ、共重合体を用いることもできる。例えば、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（フッ化ビニリデンを５０重量％以上含むものが好ましく、より好ましくは７０重量％以上９０重量％以下含有するものである）、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体及びフッ化ビニリデンの３元以上の共重合体などが挙げられる。
【００２４】
本発明に用いられるクラッドの主成分であるポリマーの結晶化温度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２２法により測定される値を用いる。結晶化温度に幅がある場合には、その平均値より高い温度を結晶化温度とみなして制御することが好ましく、上限値を結晶化温度とみなすことが最も好ましい。例えば、前記方法で、１４０℃〜１４４℃の範囲で結晶化が始まるＰＶＤＦを用いた場合では、１４２℃を本発明の結晶化温度とする。
【００２５】
モノマーを重合させてポリマーを製造する場合においては、重合開始剤によって重合を行うことがある。この場合、モノマーの重合反応を開始させる開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものとして、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。
【００２６】
機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには連鎖移動剤を使う事ができる。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、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。
【００２７】
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（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（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。
【００２８】
プラスチック光ファイバの中心部であるコア部が、コア部の中心から外周方向に向かって屈折率分布を有するＧＩ布型プラスチック光ファイバの場合には、伝送性能が向上するため、より広帯域の光通信を行うことができ、高性能通信用途に好ましく用いることができる。屈折率分布を付与する方法としては、コア部を形成する重合体に複数の屈折率を有する重合体の組合せやそれらを組合わせた共重合体を用いるか、または、ポリマーマトリクスに屈折率分布を付与するための添加剤であるドーパントを添加する必要がある。
【００２９】
ドーパントは、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。
【００３０】
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。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伝送体となる。なお、それ以外にもプリフォーム形成後にドーパントを拡散させる方法も知られている。
【００３１】
前記ドーパントとしては、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）、ビフェニル（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）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。また、ドーパントは、例えばトリブロモフェニルメタクリレートのように重合性化合物でもよく、その場合、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性ドーパント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。ドーパントのコア部における濃度および分布を調整することによって、プラスチック光ファイバ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コア部原料などに応じて適宜選ばれる。
【００３２】
（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。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ので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバー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。
【００３３】
プリフォーム１５の製造は始めにクラッドパイプ作製工程１１によりクラッドパイプ１２を作製する。クラッドパイプ１２の作製方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、クラッドパイプ１２の原料にＰＶＤＦを用いる場合には、溶融押出法で作製されたものを用いることができる。界面ゲル重合法でプリフォーム１５を作製する場合には、クラッドパイプ１２が反応容器（重合容器）となる。そこで、溶融押出法で製造された中空円筒状のクラッドパイプ１２の一端には、反応性が低い素材で厳重に栓をするか、もしくはクラッドパイプと同じ素材のポリマー（この場合には、ＰＶＤＦ）を用いて底付けを行うことが好ましい。
【００３４】
アウターコア３１を形成するアウターコア重合工程１３について説明する。アウターコア液は、重合性モノマーであるメチルメタクリレート（以下、ＭＭＡと称する）を主成分として、所望の添加剤（例えば、重合開始剤，連鎖移動剤，ドーパントなど）を添加して調製する。アウターコア３１は、クラッドパイプ１２内面にインナーコア形成用の中空円筒状となるように回転重合法により形成する。回転重合法は、クラッドパイプ１２の中空部に前記アウターコア液を入れる。そのクラッドパイプ１２を温水中で震盪を加えながら予備重合を行い、アウターコア液の粘性を高めることが好ましい。その後に、クラッドパイプ１２を水平方向（クラッドパイプの高さ方向が水平となる状態）に保持し、加熱しながら回転重合を行う。
【００３５】
次に、インナーコア３０を形成するインナーコア重合工程１４について説明する。インナーコア液は、重合性モノマーであるＭＭＡに重合開始剤，連鎖移動剤，ドーパントなどを添加して調製する。そして、このインナーコア液を用いて、国際公開第９３／０８４８８号パンフレット，特許３３３２９２２号公報に記載されている方法を適用してＧＩ型（グレーデッドインデックス型）のインナーコア３０を形成し、プリフォーム１５を得る（図２参照）。プリフォーム１５の形態は、特に限定されるものではないが、クラッドパイプ１２の厚みｔ１が０．３ｍｍ〜１０ｍｍを用いて、厚みｔ２が１．８ｍｍ〜１３ｍｍのアウターコア３１を形成した後に、径Ｄが、６ｍｍ〜５０ｍｍのインナーコア３０を形成することが好ましい。この形態のプリフォーム１５を用いることで、後に説明する延伸工程１６を行うと、光学特性，機械的強度に優れる光ファイバ１７を得ることができる。
【００３６】
なお、本発明に用いられるＧＩ型プリフォームの製造方法は、前述の如く界面ゲル重合法に限定されるものではない。また、樹脂組成物は前述のように、単一の屈折率を持つ樹脂組成物にドーパントを添加するものや、屈折率の異なる樹脂を混合するもの、共重合などが用いられる。また、プラスチック光ファイバは、ＧＩ型の他に、シングルモード型，ステップインデックス型など様々な屈折率プロファイルを持つものが知られており、本発明はこれらいずれのプラスチック光ファイバの製造方法にも適用することもできる。
【００３７】
延伸工程１６について説明する。図３に示す溶融延伸装置４０のアーム４１にユニバーサルジョイント４２とプリフォームホルダ４３を介してプリフォーム１５が取り付けられている。アーム４１の一方は、ボールネジ４４と接続している。ボールネジ４４は、モータ４５のシャフト４６と噛み合っている。また、アーム４１の他方は、ＬＭガイド（リニアモーションガイド）４７を備えた直動機構と接続している。アーム４１は、ボールネジ４４とモータ４５の回転に伴って回転するシャフト４６とにより上下運動を行う。この際に、アーム４１は、ＬＭガイド４７に支持されて一直線上を運動可能となる。
【００３８】
溶融延伸装置４０は、プリフォーム１５を加熱するためにヒータ５０を備えている。ヒータ５０は、温度調整が可能なように複数の温度調整区画５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄに分割されていると、溶融延伸をより好ましく行える。なお、図３では、温度調整区画を４区画に分割されているものを示しているが、本発明はそれに限定されるものではない。また、ヒータ５０の下方には、溶融延伸された光ファイバ１７の表面温度を測定するための温度計５１が設けられている。
【００３９】
さらに、その下方には光ファイバ１７を冷却する送風機５２を備えている。なお、送風機５２には図示しない温調機が取り付けられており、所望の温度の風を送風することができる。送風機５２は、リングノズル５３，５４と接続している。溶融延伸された光ファイバ１７の外周面にリングノズル５３，５４から均一に風を送風する。リングノズル５３，５４の下方には、温度計５５が設けられている。温度計５５により送風機５２の風で冷却されている光ファイバ１７の表面温度を測定する。その測定結果に基づき送風機５２から供給される風の調整を行うことが好ましい。
【００４０】
さらに下方には、光ファイバ１７を急速冷却する冷却水５６が入れられている水槽５７を備えている。また、温度計５８は、冷却水５６に入れられる直前の光ファイバ１７の表面温度を測定する。この表面温度を所望の温度に調整する方法としては、ヒータ５０による溶融加熱温度，送風機５２による冷却，ヒータ５０から冷却水５６まで光ファイバ１７が搬送される時間，などを調整することが挙げられる。さらに他の方法で調整しても良い。例えば、溶融延伸装置４０が設置されている部屋の温度を調整することも挙げられる。また、冷却水５６は、ポンプ５９を用いて温調機６０に送液し所望の温度に調節した後に、水槽５７内に循環させることがコストの点から好ましい。さらに、水槽５７の出口側にも温度計６１が備えられており、冷却された光ファイバ１７の表面温度を測定する。なお、温度計５１，５５，５８，６１は、光ファイバ１７の表面が損傷させないために非接触式、例えば赤外線放射温度計を用いることが好ましい。
【００４１】
光ファイバ１７を搬送するプーリー７０，７１が水槽５７内に設けられている。さらに、光ファイバ１７を搬送するためのローラ７２，７３を備えている。そして、ローラ７４とローラ７５とからなる引取ローラ対７６が設けられている。ローラ７４には、モータ７７が取り付けられており駆動ローラ７４となっている。また、ローラ７５は、ニップローラとなっている。引取ローラ対７６により所望の張力が光ファイバ１７に付与され、ポリマー分子の配向などが生じている場合には、その配向を無秩序なものとすることで、光学特性の悪化を防止できる。さらに、光ファイバ１７を連続的に巻き取る巻取機７８が設けられている。なお、プリフォーム１５のクラッドがフッ素系ポリマーを用いている場合には、その撥水性により冷却水５６が光ファイバ１７に付着し難い。しかしながら、巻き取り不良などを抑制するために水槽５７以降の光ファイバ１７の搬送路に乾燥機７９を設けることが好ましい。図３には、水槽５７とローラ７２との間に乾燥機７９を設けている例を図示しているが、それに限定されるものではない。
【００４２】
プリフォーム１５の一端をヒータ５０内に配置して、加熱溶融させる。溶融温度は、プリフォームの種類に応じて適宜選択されるが、一般的には、１８０℃〜３００℃の範囲での条件下で行われることが好ましい。このとき、プリフォーム１５の構造によるが、クラッド部の結晶性ポリマーを含む層の厚みは１μｍ〜１００μｍ程度になるように延伸することが好ましく、５μｍ〜５０μｍの範囲とすることがより好ましい。溶融したプリフォーム１５の先端部１５ａの線引きを行い、リングノズル５３，５４に通す。そして、プーリー７０，７１及びローラ７２，７３に掛け渡す。さらに、引取ローラ対７６の駆動ローラ７４とニップローラ７５との間を通す。そして、所望の径の光ファイバ１７となった後に巻取機７８に巻き掛け、連続的に延伸を行う。以下の説明においては、クラッドにＰＶＤＦが用いられた例を説明するが、本発明はそれに限定されるものではない。
【００４３】
プリフォーム１５の延伸は、送風機５２による冷却を行う際に、温度計５１で測定される表面温度が６０℃以上１５０℃以下の範囲としておくことが好ましい。光ファイバ１７の表面温度が６０℃未満であると、光ファイバ１７の可撓性が失われ、搬送不良が生じる場合がある。また、１５０℃を超えていると、冷却時間が長くなると共に光ファイバ１７を形成しているポリマーの熱分解などの変性が生じるおそれがある。
【００４４】
連続延伸され搬送される光ファイバ１７は、送風機５２から供給される風をリングノズル５３，５４から光ファイバ１７の外周面に均一になるように吹き付ける。風の温度は、特に限定されるものではないが０℃〜１００℃の範囲であることが好ましく、１０℃〜５０℃の範囲であることがより好ましい。０℃未満であると、光ファイバ１７の表面を急速冷却してしまい局所的に結晶化が進行して径ブレ発生の原因となる。また、１００℃を超えると光ファイバ１７を冷却する効果が生じ難く効率の点から好ましくない。溶融延伸された直後の光ファイバ１７の表面は流動性が高い状態となっている。そこで、光ファイバ１７の表面に吹付けられる風の吹付け圧力を０．１ＭＰａ以下とすることが径ブレの発生を抑制できることから好ましい。
【００４５】
送風機５２による光ファイバ１７の冷却は、温度計５５で測定される光ファイバ１７の表面温度が、５０℃以上１３０℃以下となるまで行うことが好ましい。これにより、光ファイバ１７のポリマー特にクラッドを形成しているＰＶＤＦが、局所的に結晶化されることが抑制される。５０℃未満まで急速に冷却を行うと、光ファイバ１７の可撓性が失われ光ファイバ１７の切断，屈曲などの搬送不良が生じる場合がある。さらに、空冷法による冷却は、水冷法と比較して熱伝導が悪いため、温度を下げることに時間が必要であり送風機５２による冷却を長く行うと、生産性が劣りコストの点から不利である。
【００４６】
冷却水５６に搬送される光ファイバ１７の表面温度は、温度計５８により測定される。この際に、光ファイバ１７の表面温度が１３０℃以下の範囲であることが好ましい。１３０℃を超えると前述しているＰＶＤＦの結晶化が生じて径ブレの発生の原因となるために好ましくない。なお、リングノズル５３, ５４から冷却水５６までの光ファイバ１７の表面温度の制御は、リングノズル５３, ５４と水槽５７との距離を調整したり、さらにもう１台の送風機を取り付けたり、水（４０℃〜９０℃）が入れられている水槽により徐冷を行ったりすることで制御できる。なお、温度計５８で測定される際の光ファイバ１７の表面温度の下限値は特に限定されるものではない。しかしながら、延伸速度の向上による光ファイバ１７の生産性を高くするために、５０℃以上の光ファイバ１７を冷却水５６で急速冷却してもＰＶＤＦの結晶化を抑制できる。
【００４７】
光ファイバ１７は、プーリー７０，７１に支持されながら冷媒である冷却水５６内を通過することで急速でしかも均一な冷却がなされ室温付近の温度である冷却水の温度まで冷却される。このときに、光ファイバ１７表面のクラッド部は、１０℃／ｓｅｃ〜１００℃／ｓｅｃで急速に冷却される。なお、水槽５７での冷却温度の下限値は、特に限定されるものではないが、あまりに低温まで冷却するとポリマーが脆くなり破断，断線などの不具合が生じるおそれがある。そこで、１５℃以上４０℃以下まで冷却されるように冷却水５６の温度調整及び冷却時間の調整を行うことが好ましい。また、この際に、水槽５７を複数区画に分割して、徐々に温度が低い冷却水に光ファイバ１７を通すことも径ブレを抑制するために好ましい手段である。
【００４８】
略室温（１５℃〜４０℃）まで冷却された光ファイバ１７は、ローラ７２，７３に巻き掛けられながら搬送される。なお、水槽５７から搬送されている光ファイバ１７を乾燥機７９で乾燥させることもできる。そして、引取ローラ対７６により張力（線引張力）が付与される。例えば、線引張力については、特開平７−２３４３２２号公報に記載されている様に、溶融したポリマーを配向させるために０．１Ｎ以上としたり、特開平７−２３４３２４号公報に記載されている様に溶融延伸後に歪みを残さないようにするために１Ｎ以下としたりすることが好ましい。線引張力の調整は、引取ローラ対７６の駆動ローラ７４の駆動速度と、ニップローラ７５のニップ圧を適宜調整する。最後に、巻取機７８により光ファイバ１７を連続して巻き取る。なお、光ファイバ１７の延伸状況に応じて、モータ４５が回転して、プリフォーム１５が取り付けられているアーム４１が下降する。それにより、プリフォーム１５は、ヒータ５０内の所望の位置に配置されて続け、同一加熱条件下で加熱溶融延伸が行われる。
【００４９】
なお、本発明において、プリフォーム１５の延伸倍率は特に限定されるものではないが、５００倍〜２５０００倍の範囲であることが好ましく、外径が１００μｍ〜１０００μｍの光ファイバ１７を製造することが好ましい。また、延伸速度も特に限定されるものではない。しかしながら、本発明では、冷却水５６による急速冷却前に、送風機５２による光ファイバ１７の冷却を行うため、２０ｍ／ｍｉｎ〜２００ｍ／ｍｉｎの高速延伸を行うことが可能となる。
【００５０】
また、特開平８−１０６０１５号公報に記載されている様に、延伸の際に予備加熱を設ける方法等をとることもできる。以上の方法によって得られるプラスチック光ファイバ１７については、得られる素線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１７の曲げや側圧特性を改善することができる。
【００５１】
素線である光ファイバ１７は、そのままの形態でも、例えば、光伝送体として用いることができるが、通常は、その外周に保護層を設け、光ファイバ１７を保護すると共に様々な機能を持たせる。例えば、光ファイバの曲げ・耐候性の向上，吸湿による性能低下抑制，引張強度の向上，耐踏付け性付与，難燃性付与，薬品による損傷からの保護，外部光線によるノイズ防止，着色などによる商品価値の向上などを目的として光ファイバ１７の表面に１層以上の保護層を被覆する被覆工程１８を行い光ファイバ心線１９として使用する。なお、保護層の材料及び光ファイバに保護層を形成する方法は、特に限定されるものではない。
【００５２】
保護層形成用の材料には、光ファイバに熱的ダメージ（例えば、変形，変性，熱分解など）を与えないものを選択する。具体的に以下の材料を挙げることができる。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。まず、ポリマーの一形態であるゴムを用いることもできる。具体的には、イソプレン系ゴム（例えば、天然ゴム，イソプレンゴムなど），ブタジエン系ゴム（例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム，ブタジエンゴムなど），ジエン系特殊ゴム（例えば，ニトリルゴム，クロロプレンゴムなど），オレフィン系ゴム（例えば、エチレン−プロピレンゴム，アクリルゴム，ブチルゴム，ハロゲン化ブチルゴムなど），エーテル系ゴム，ポリスルフィド系ゴム，ウレタン系ゴムなどが挙げられる。
【００５３】
室温では流動性を示し、加熱することによりその流動性が消失して硬化する液状ゴムを用いることができる。具体的には、ポリジエン系（例えば、基本構造がポリイソプレン，ポリブタジエン，ブタジエン−アクリロニトリル共重合体，ポリクロロプレンなど），ポリオレフィン系（例えば、基本構造がポリオレフィン，ポリイソブチレンなど），ポリエーテル系（例えば、基本構造がポリ（オキシプロピレン）など），ポリスルフィド系（例えば、基本構造がポリ（オキシアルキレンジスフィド）など），ポリシロキサン系（例えば、基本構造がポリ（ジメチルシロキサン）など）などを挙げることができる。
【００５４】
熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を用いることもできる。熱可塑性エラストマーは、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。具体的には、スチレン系ＴＰＥ，オレフィン系ＴＰＥ，塩化ビニル系ＴＰＥ，ウレタン系ＴＰＥ，エステル系ＴＰＥ，アミド系ＴＰＥなどが挙げられる。なお、前記列記したポリマーは、光ファイバの素線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を用いることもできる。
【００５５】
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を用いることができる。例えば、特開平１０−１５８３５３号公報に記載のＮＣＯブロックプレポリマーと微粉体コーティングアミンとから製造される１液型熱硬化性ウレタン組成物を挙げることができる。また、ＷＯ９５／２６３７４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。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。
【００５６】
被覆の構造としては、光ファイバの素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、被覆材とプラスチック光ファイバ素線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、被覆材とプラスチック光ファイバ素線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。
【００５７】
しかし、ルース型の被覆の場合、被覆と素線が密着していないので、ケーブルにかかる応力や熱と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、素線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が可能である。
【００５８】
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。
【００５９】
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、難燃化以外に、素線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。
【００６０】
また、ケーブルの形状は使用形態によって、素線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。
【００６１】
また、本発明の光ファイバを用いたケーブルは、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。
【００６２】
本発明の光学部材としての光ファイバ、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。
【００６３】
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２００３−１５２２８４号等公報に記載の導光路面に対する発光素子の配置；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】
【００６４】
実施例では、水冷を行う前の光ファイバ１７の表面温度を変えた実験を行った。説明は、実験１で詳細に行い、実験２ないし７では、実験１と同じ条件については説明を省略する。なお、実験結果は、後に表１にまとめて示す。
【００６５】
実験１では、押し出し成形により作製した外径２０ｍｍ、内径１９ｍｍ（厚みｔ１は、０．５ｍｍ）、長さ６５０ｍｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなるクラッドパイプ１２を用いた。このＰＶＤＦの結晶化温度をＪＩＳ  Ｋ  ７１２２法により測定したところ、１４０℃〜１４４℃の範囲であった。そのため、１４２℃を本実施例の結晶化温度とした。このクラッドパイプ１２を充分に剛性を有する内径２０ｍｍ、長さ６５０ｍｍの重合容器に挿入した。このクラッドパイプ１２を純水にて洗浄し、９０℃で乾燥させた。その後クラッドパイプと同一のＰＶＤＦを用いて片方の端に２３０℃，２０分かけて底付けを行った。
【００６６】
次に、アウターコア重合工程１３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）１２０ｇと２，２’−アゾビス（イソ酢酸メチル）を０．０６ｇと、ドデシルメルカプタン（和光純薬（株）社製）を０．４８ｇとを加えてアウターコア液を調製した。クラッドパイプ１２内にそのアウターコア液を入れた。クラッドパイプ１２の先端部分の空気をアルゴンにて置換した。その後にクラッドパイプ１２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１２ごと、６０℃の湯浴中に入れて震盪させつつ３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１２を水平状態（クラッドパイプの高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３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℃，５時間、さらに３０００ｒｐｍで９０℃，３時間の回転重合を行った。クラッドパイプ１２の内側にＰＭＭＡからなるアウターコア３１を有する円筒管を得た。なお、アウターコア３１の厚みｔ２は、３．８ｍｍであった。
【００６７】
次に、インナーコア重合工程１４を行った。三角フラスコ内にＭＭＡ（和光純薬（株）社製）を６０ｇと、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドを１０μＬと、ドデシルメルカプタン（和光純薬（株）社製）を０．１７ｇと、ドーパントとしてジフェニルスルフィド（和光純薬（株）社製）を４．２ｇとからインナーコア液を調製した。アウターコアが形成されているクラッドパイプ１２を８０℃で２０分間保温した後にインナーコア液を中空部へ注入した。そのクラッドパイプ１２の一端をシールテープで覆い、その後にそのクラッドパイプ１２をオートクレーブ内に縦置きで設定（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の圧力がか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１５を取り出した。
【００６８】
プリフォーム１５を延伸して光ファイバ１７とする延伸工程１６を行った。プリフォーム１５を上下方向に４つの温度ゾーンを持つヒータ５０中に配置した。なお、温度調整区画５０ａは２４０℃、温度調整区画５０ｂは２２０℃、温度調整区画５０ｃは１７０℃、温度調整区画５０ｄは１４０℃に調整した。加熱溶融延伸されてヒータ５０から線引きされた光ファイバ１７の表面温度を温度計５１で測定したところ、１４０℃であった。また、送風機５２から吹付けられる風は、光ファイバ１７に約０．１ＭＰａの圧力で吹付けられるように調整した。その風の温度は、１５℃〜２５℃の範囲とし、１．５秒間吹付けられるように調整した。リングノズル（ラボテックス製「リングノズル」ＲＮ−７０−１Ｗ）５３，５４の下方の温度計５５による光ファイバ１７の表面温度は、１２０℃であった。冷却水５６は、１２℃〜１８℃の範囲に温度調整した。そして、水槽５７内で光ファイバ１７が搬送される時間が０．０３ｍｉｎ（２秒）となるような水槽５７を用いた。また、冷却水５６に入れられる直前の光ファイバ１７の表面温度を温度計５８で測定したところ８８℃であった。そして、プリフォーム１５の先端部１５ａが細くなったところで、径が７５０μｍとなるように延伸速度を７ｍ／ｍｉｎとした。冷却水５６により急速冷却された光ファイバ１７の表面温度を温度計６１で測定したところ１５℃であった。また、引取ローラ対７６による引取張力は、０．７Ｎとした。
【００６９】
３００ｍの光ファイバ１７が得られた。その光ファイバ１７の径ブレを測定した。測定方法は、光ファイバ１７の任意の箇所をレーザー寸法測定器（（株）キーエンス製ＬＳ７０１０Ｍ）を用いて測定し、最大外径（μｍ）−最小外径（μｍ）＝径ブレ（μｍ）としたところ約±２０μｍであった。また、光ファイバ１７の外径の平均値は、７５２μｍであった。さらに、光ファイバ１７の伝送損失値を公知の方法（カットバック法）により測定したところ、波長６５０ｎｍで１５０ｄＢ／ｋｍであった。
【００７０】
実験２では、送風機５２から供給される風を１２℃〜１８℃の範囲となるように調整した。温度計５５で光ファイバ１７の表面温度を測定したところ１１０℃であった。そして、温度計５８での光ファイバ１７の表面温度は、１０３℃であった。得られた光ファイバ１７の径ブレは約±２０μｍであり、６５０ｎｍの波長における伝送損失は、１４０ｄＢ／ｋｍであった。
【００７１】
実験３では、送風機５２から供給される風を５０℃〜７０℃の範囲となるように調整した。温度計５５で光ファイバ１７の表面温度を測定したところ１３０℃であった。そして、温度計５８での光ファイバ１７の表面温度は、１２５℃であった。得られた光ファイバ１７の径ブレは約±２０μｍであり、６５０ｎｍの波長における伝送損失は、１５０ｄＢ／ｋｍであった。
【００７２】
実験４では、送風機５２から供給される風を８０℃〜１００℃の範囲となるように調整した。温度計５５で光ファイバ１７の表面温度を測定したところ１３３℃であった。そして、温度計５８での光ファイバ１７の表面温度は、１２８℃であった。得られた光ファイバ１７の径ブレは約±２０μｍであり、６５０ｎｍの波長における伝送損失は、１６０ｄＢ／ｋｍであった。
【００７３】
実験５では、送風機５２から供給される風を１２０℃〜１４０℃の範囲となるように調整した。温度計５５で光ファイバ１７の表面温度を測定したところ１４５℃であった。そして、温度計５８での光ファイバ１７の表面温度は、１３５℃であった。得られた光ファイバ１７の径ブレは約±５０μｍであり、６５０ｎｍの波長における伝送損失は、２６０ｄＢ／ｋｍであった。
【００７４】
実験６では、送風機５２から供給される風を１３０℃〜１５０℃の範囲となるように調整した。温度計５５で光ファイバ１７の表面温度を測定したところ１５５℃であった。そして、温度計５８での光ファイバ１７の表面温度は、１４５℃であった。得られた光ファイバ１７の径ブレは約±５０μｍであり、６５０ｎｍの波長における伝送損失は、２８０ｄＢ／ｋｍであった。
【００７５】
実験７では、送風機５２から供給される風を１４０℃〜１５０℃の範囲となるように調整した。温度計５５で光ファイバ１７の表面温度を測定したところ１６５℃であった。そして、温度計５８での光ファイバ１７の表面温度は、１５２℃であった。得られた光ファイバ１７の径ブレは約±５５μｍであり、６５０ｎｍの波長における伝送損失は、３００ｄＢ／ｋｍであった。
【００７６】
【表１】
2005258216.tif 000003
【００７７】
表１から冷却水５６で急速冷却させる前の光ファイバ１７の表面温度を１３０℃未満とすることで径ブレを約±２０μｍとすることが可能となる。また、径ブレが約±２０μｍに抑制されているため伝送損失も１６０ｄＢ／ｋｍ以下となっており光学特性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】光ファイバケーブルの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明に係るプラスチック光ファイバ母材の断面図である。
【図３】本発明に係るプラスチック光ファイバを製造するために用いられる溶融延伸装置の概略図である。
【符号の説明】
【００７９】
１５  プリフォーム
１７  プラスチック光ファイバ
４０  溶融延伸装置
５０  ヒータ
５２  送風機
５５，５８  温度計
５６  冷却水
【図１】
2005258216.tif 000004
【図２】
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【図３】
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