(57)【要約】【課題】高開口数を有すると共に耐湿性に優れるポリマークラッド光ファイバを得る。【解決手段】ポリマークラッド光ファイバ１１は、ガラスで形成された光伝送路１１ａとそれを被覆するように設けられたクラッド１１ｂとを有する。クラッド１１ｂを形成するクラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む。【選択図】図１
2013041060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスで形成された光伝送路と、該光伝送路を被覆するように設けられたクラッドと、を有するポリマークラッド光ファイバであって、
上記クラッドを形成するクラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含むポリマークラッド光ファイバ。
【請求項２】
請求項１に記載されたポリマークラッド光ファイバにおいて、
上記光伝送路に対する開口数が０．５０以上であるポリマークラッド光ファイバ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたポリマークラッド光ファイバにおいて、
上記クラッド材料のショアＡ硬さが１０〜８０であるポリマークラッド光ファイバ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたポリマークラッド光ファイバにおいて、
上記クラッド材料のガラス転移温度が０℃以下であるポリマークラッド光ファイバ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたポリマークラッド光ファイバをオーバーコートで被覆したポリマークラッド光ファイバ心線。
【請求項６】
ガラス製のプリフォームを線引きして光伝送路を形成する光伝送路形成工程と、
上記光伝送路形成工程で形成した光伝送路の表面に液状のクラッド形成材を付着させて加熱することにより熱硬化させてクラッドを形成するクラッド形成工程と、
を備えたポリマークラッド光ファイバの製造方法であって、
上記クラッド形成材は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含むポリマークラッド光ファイバの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリマークラッド光ファイバ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い開口数（以下「ＮＡ」という。）が要求される近距離データ転送、ライトガイド、或いは、ファイバレーザー等の用途において用いられる光ファイバとして、ガラスで形成されたコアをポリマーで形成されたクラッドで被覆したポリマークラッド光ファイバが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ガラスで形成されたコアを、分子内に少なくとも２つのアルコキシ基と結合したケイ素原子を少なくとも２つ有すると共に紫外線硬化型樹脂と化学結合を形成し得る官能基を少なくとも１つ有する反応性化合物を含む樹脂組成物で形成されたクラッドで被覆したポリマークラッド光ファイバが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ガラスで形成されたコアを、ウレタンジ（メタ）アクリレート及び希釈剤を含有する樹脂組成物の硬化物で形成されたクラッドで被覆したポリマークラッド光ファイバが開示されている。
【０００５】
特許文献３には、ガラスで形成されたコアを、主鎖の末端にウレタン基を有すると共に（メタ）アクリレート基が結合したパーフルオロポリエーテルポリマーで形成されたクラッドで被覆したポリマークラッド光ファイバが開示されている。
【０００６】
特許文献４には、ガラスで形成されたコアを、紫外線硬化型フッ素樹脂で形成されたクラッドで被覆したポリマークラッド光ファイバが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１１２６１９号公報
【特許文献２】ＷＯ９６／０１３７３９
【特許文献３】特開平１０−１９７７３１号公報
【特許文献４】特開２００９−１９８７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
クラッドを熱硬化型シリコーン系樹脂で形成したポリマークラッド光ファイバでは、熱硬化型シリコーン樹脂の特性上、クラッドの屈折率は１．４１程度までしか下がらず、そのためＮＡは０．３７程度が上限である。
【０００９】
クラッドを紫外線硬化型フッ化アクリレート系樹脂で形成したポリマークラッド光ファイバでは、クラッドの屈折率を下げるためにはフッ素含有量を高めることが必要であり、その場合、クラッドの強度が低くなるため損傷を受けやすく、また、クラッドの屈折率は１．３８程度まで下がるものの、それでも開口数ＮＡは０．４７程度までしか高められない。さらに、アクリル基が親水性であるため吸湿し易く、例えば水中に浸漬された場合のように高湿環境下に直接曝された際には水分が進入しやすく、それによってコアとクラッドとの界面で剥離が生じると光の伝送損失が高まってしまう。また、紫外線硬化型であるため、コアを形成するガラスの種類によっては、紫外光を受けてコアを形成するガラスに欠陥が生じる。
【００１０】
本発明の課題は、高ＮＡを有すると共に耐湿性に優れるポリマークラッド光ファイバを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のポリマークラッド光ファイバは、ガラスで形成された光伝送路と、該光伝送路を被覆するように設けられたクラッドと、を有するポリマークラッド光ファイバであって、上記クラッドを形成するクラッド材料は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含む。
【００１２】
本発明のポリマークラッド光ファイバの製造方法は、ガラス製のプリフォームを線引きして光伝送路を形成する光伝送路形成工程と、該光伝送路形成工程で形成した光伝送路の表面に液状のクラッド形成材を付着させて加熱することにより熱硬化させてクラッドを形成するクラッド形成工程とを備え、上記クラッド形成材は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、クラッドがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含むクラッド材料で形成されるので、クラッドが大きく低屈折率化され、その結果、本発明のポリマークラッド光ファイバは光伝送路に対して高ＮＡを得ることができ、また、クラッド材料の架橋点となる炭素原子とケイ素原子の結合部が疎水性であることにより、優れた耐湿性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線を示す斜視図である。
【図２】実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線の製造方法を示す説明図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）はクラッド材料のガラス転移温度の測定方法の説明図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）はクラッド形成材の硬化開始温度の測定方法の説明図である。
【図５】実施形態２に係るダブルクラッド光ファイバ心線を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態のポリマークラッド光ファイバは、ガラスで形成された光伝送路とその光伝送路を被覆するように設けられたクラッドとを有する。光伝送路の態様としては、例えば、クラッドよりも屈折率の高いコアからなるもの、及びコアの表面にコアよりも屈折率が低く且つクラッドよりも屈折率の高いガラスからなる別のクラッドであるもの（この場合、クラッドを第２クラッド及び別のクラッドを第１クラッドという。）がある。以下では、前者を実施形態１及び後者を実施形態２とし、それぞれ図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線１０を示す。この実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線１０は、例えば、近距離データ転送やライトガイド等の用途で用いられるものである。
【００１７】
実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線１０は、円形断面のポリマークラッド光ファイバ１１とそれを被覆するオーバーコート１２とで構成されている。心線径は例えば１００〜１０００μｍである。
【００１８】
ポリマークラッド光ファイバ１１は、ファイバ中心の円形断面のコア１１ａ（光伝送路）とそれを被覆するように設けられたクラッド１１ｂとで構成されている。ファイバ径は例えば５０〜７００μｍである。
【００１９】
コア１１ａはガラスで形成されている。コア１１ａを形成するガラスは、純粋な石英ガラス（ＳｉＯ2）であってもよく、また、Ｇｅなどの屈折率を高めるドーパント、Ｆなどの屈折率を低くするドーパント、或いは希土類元素（Ｅｒ、Ｙｂ、Ｎｄ）等のその他の機能性付与ドーパントがドープされた石英ガラスであってもよい。コア径は例えば５〜１００μｍである。コア１１ａの屈折率は例えば１．４４〜１．４７である。なお、純粋な石英ガラスの屈折率は１．４５９である。屈折率は、ＪＩＳ Ｋ ００６２に準拠してアッベ屈折率計により測定される（以下同じ）。
【００２０】
クラッド１１ｂは、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含むクラッド材料で形成されている。クラッド１１ｂの厚さは例えば１０〜１００μｍである。
【００２１】
クラッド１１ｂの屈折率は、コア１１ａの屈折率よりも低く、例えば１．３７以下であり、コア１１ａに石英ガラスを用いた場合１．３５以下であることが好ましい。このポリマークラッド光ファイバ１１では、クラッド１１ｂがこのような低屈折率を有することにより、コア１１ａに石英ガラスを用いた場合であると、コア１１ａに対するＮＡが例えば０．５０以上、好ましくは０．５５以上となる。光源から出射された光を集光してコア１１ａに入射させる場合、このようにＮＡが高い方が入射角を大きくできるため、入射可能な光量を多くすることができる。ＮＡは、ＪＩＳ  Ｃ  ６８２５に準拠してＦＦＰ法により測定される。
【００２２】
クラッド１１ｂを形成するクラッド材料の密度は例えば１．７０〜１．８０である。クラッド材料の密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ００６１に準拠して測定される。
【００２３】
クラッド１１ｂを形成するクラッド材料のヤング率は、例えば０．５〜５０ＭＰａであり、外力に対する緩衝作用の観点から１〜１０ＭＰａであることが好ましい。クラッド１１ｂを形成するクラッド材料の引張強さは、例えば１〜１００ＭＰａであり、外力に対する耐性の観点から１０ＭＰａ以上であることが好ましい。クラッド１１ｂを形成するクラッド材料の切断時伸びは、例えば５〜１００％であり、ポリマークラッド光ファイバ１１を曲げたときのクラッド１１ｂのコア１１ａへの追随の観点から２０〜１００％であることが好ましい。クラッド材料のヤング率はＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠し、厚さ２００μｍ及び幅６ｍｍの短冊状に成形したクラッド材料を引張速度１ｍｍ／ｍｉｎで引張ったときの２．５％の伸び時の張力を断面積と伸び率（０．０２５)で除することにより求められる。また、引張強さ及び切断時伸びは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠し、試験片形状ダンベル２号及び試験片厚さ２００μｍとし、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定される。
【００２４】
クラッド１１ｂを形成するクラッド材料のショアＡ硬さは、例えば１０〜８０であり、ポリマークラッド光ファイバ１１の外力に対する耐性の観点から２５〜８０であることが好ましい。クラッド材料のショアＡ硬さは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにより測定される。
【００２５】
クラッド１１ｂを形成するクラッド材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、例えば０℃以下であり、ポリマークラッド光ファイバ１１の実用領域における特性変化を少なくする観点から−５０℃以下であることが好ましい。クラッド材料のガラス転移温度（Ｔｇ）は、図３（ａ）に示すような剛体振子型物性試験器４０Ａ（例えば、エー・アンド・デイ社製  型番：ＲＰＴ−３０００Ｗ）を用いて次の手順により測定される。なお、剛体振子型物性試験器４０Ａは、試料台４１Ａ（例えばアルミニウム製）を備え、その上にパイプエッジ４２Ａ（例えば、エー・アンド・デイ社製  型番：ＲＰＮ１６０）が設けられ、そこから錘４３（例えば、エー・アンド・デイ社製  型番：ＦＲＢ１００）が垂らされて振子が構成されている。室温の大気雰囲気下で、試料台４１Ａに、クラッド材料からなる厚さ約１００μｍのフィルムＦを載せ、試料台４１Ａを−１００℃から１５０℃まで１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、一定時間ごとに振子に振動を与えて振動周期を測定する。クラッド材料の粘弾性が変化すると、前記振動周期の減衰比を対数で示した値である対数減衰率が変化することから、図３（ｂ）に示すように、前記対数減衰率の最大変化率を示す。この最大変化率を示す温度（すなわち対数減衰率の一次微分曲線が最大値を示す温度）をＴｇとする。なお、−１００℃以下にＴｇが存在する場合には、上記と同じ原理で−１００℃以下の測定が可能な装置を用いて測定するか、或いは、動的粘弾性測定装置を用いて測定し、−１００℃以下に生じるtanδのピーク温度をＴｇとすることができる。
【００２６】
クラッド１１ｂを形成するクラッド材料のゲル分率は、例えば９０〜１００％であり、高温環境における低分子量成分揮発あるいは高湿環境における低分子量成分の溶出によって生じる、クラッド１１ｂの特性変化を防止する観点から、９６〜１００％であることが好ましい。クラッド材料のゲル分率は、溶媒抽出時の質量変化により測定される。具体的には、クラッド材料に対し、メチルエチルケトン（沸点７９．５℃）を溶媒として、毎時約１０回の循環速度で５時間、ソックスレー抽出を行い、抽出後のクラッド材の乾燥質量を初期の質量で除し、百分率で表した値をゲル分率とする。
【００２７】
クラッド１１ｂのコア１１ａへの密着性の指標となるクラッド材料のガラスに対する９０°剥離力は１０Ｎ／ｍ以上であることが好ましく、クラッド１１ｂのコア１１ａからの剥離を防止する観点から、２０Ｎ／ｍ以上であることがより好ましい。クラッド材料のガラスに対する９０°剥離力は、ＪＩＳＫ６８５４−１に準拠し、ガラス基板上に１００〜２００μｍの厚さでクラッド形成材を塗布し、架橋によって硬化してクラッド材料とした後、クラッド材料のみに幅２．５ｃｍの間隔で短冊状に切り込みを入れ、その短冊状のクラッド材料の一端をガラス基板から垂直に、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引き上げたときの張力を測定し、その張力を測定した短冊状のクラッド材料の幅で除することにより求めることができる。
【００２８】
オーバーコート１２は樹脂で形成されている。オーバーコート１２を形成する樹脂としては、例えば、紫外線硬化型のウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコーン樹脂などの光硬化型樹脂、ナイロンなどの熱可塑性樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化型シリコーン樹脂などの熱硬化型樹脂等が挙げられる。なお、コア１１ａに希土類元素等のドーパントがドープされたポリマークラッド光ファイバ１１を紫外線硬化型樹脂のオーバーコート１２で被覆する場合、紫外線によるコア１１ａの劣化を抑制する観点から、３５０ｎｍよりも短い波長に吸収を有する紫外線硬化型樹脂を選択することが好ましい。
【００２９】
オーバーコート１２の厚さは例えば１０〜１００μｍである。オーバーコート１２の屈折率は、例えば１．４〜１．５７であり、クラッドモード光の散逸を抑制する観点から、クラッド１１ｂの屈折率よりも高いことが好ましい。オーバーコート１２を形成する樹脂のヤング率は、例えば１００〜４００ＭＰａであり、屈曲時に発生する応力及び伝送損失を低減する観点から、クラッド材料のヤング率よりも高いことが好ましい。オーバーコート１２を形成する樹脂のゲル分率は、例えば８０〜１００％であり、クラッド材料のゲル分率よりも低いことが好ましい。また、吸水後に乾燥したときに発生する散逸低分子量成分に起因する収縮量の差を小さくすることにより、オーバーコート１２とクラッド１１ｂとの間の浮きの発生を規制し、それによって伝送損失の抑制を図る観点からは、オーバーコート１２を形成する樹脂とクラッド材料とのゲル分率の差は５％よりも小さいことが好ましい。
【００３０】
以上の実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線１０は、コア１１ａに入力された光を、コア１１ａ及びクラッド１１ｂの屈折率差により、コア１１ａ内に閉じ込めて伝送するように構成されている。
【００３１】
また、実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線１０によれば、クラッド１１ｂがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーにより形成されているので、クラッド１１ｂが大きく低屈折率化され、その結果、コア１１ａに対して高ＮＡを得ることができ、また、クラッド材料１１ｂの架橋点となる炭素原子とケイ素原子の結合部が疎水性であることにより、優れた耐湿性を得ることができる。さらに、クラッド１１ｂのケイ素原子に結合したアルコキシ基をクラッド材料１１ｂに導入することにより、クラッド１１ｂとコア１１ａを形成するガラスと親和性が増すことからそれらの間に高い密着性が生じ、その結果、より優れた耐湿性を得ることができる。
【００３２】
さらに、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーにより形成されたクラッド１１ｂは、光学特性の温度依存性が小さいこと、及び耐熱性が優れることが予想され、そのため厳しい環境下での使用可能性及び長寿命化を期待することができる。加えて、熱硬化型樹脂であるので、コア１１ａに希土類元素等のドーパントがドープされたポリマークラッド光ファイバ１１の場合には、クラッド１１ｂの形成時における紫外線によるコア１１ａの劣化を防止することができる。
【００３３】
次に、実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線１０の製造方法について図２に基づいて説明する。なお、以下ではオーバーコート１２を紫外線硬化型樹脂で形成する場合を例とするが、特にこれに限定されるものではない。
【００３４】
まず、コア１１ａを形成するためのガラス製のプリフォームＰを作製する。プリフォームＰの作製方法としては、例えば、ＣＶＤ法、ＶＡＤ法等の公知の方法を挙げることができる。プリフォームＰは、例えば、長さが１００〜１０００ｍｍ、及び外径が１０〜５０ｍｍの円柱体である。
【００３５】
次いで、プリフォームＰを線引機３０にセットする。
【００３６】
ここで、線引機３０は、プリフォームＰを加熱する紡糸炉３１、その後段のクラッド形成部３２、及びその後段のオーバーコート形成部３３からなる。クラッド形成部３２は、第１コーティングダイス３２ａと加熱炉３２ｂとで構成されている。オーバーコート形成部３３は、第２コーティングダイス３３ａとＵＶ照射機３３ｂとで構成されている。
【００３７】
そして、線引機３０を稼働させ、紡糸炉３１でプリフォームＰからコア１１ａを形成し、続いて、コア１１ａをクラッド形成部３２に通してクラッド１１ｂを形成してポリマークラッド光ファイバ１１を作製し、そして、ポリマークラッド光ファイバ１１をオーバーコート形成部３３に通してオーバーコート１２を形成して実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線１０を製造する。
【００３８】
このとき、紡糸炉３１では、プリフォームＰを加熱して線引きしてコア１１ａを形成する（光伝送路形成工程）。ここで、紡糸炉３１の設定温度（線引温度）は例えば２０００〜２３００℃である。線引速度は例えば１〜１００ｍ／ｍｉｎである。
【００３９】
クラッド形成部３２では、線引きされたコア１１ａを第１コーティングダイス３２ａに通して、その表面に液状のクラッド形成材を均一厚さで付着させ、引き続いて加熱炉３２ｂを通過させて加熱することにより熱硬化させてクラッド１１ｂを形成する（クラッド形成工程）。
【００４０】
ここで、クラッド形成材は、Ｃ＝Ｃ二重結合及びＳｉＨのヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーを含む。クラッド形成材は、Ｃ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとを１：１の割合で含むことが好ましい。
【００４１】
クラッド形成材は単一成分で構成されていてもよい。単一成分のクラッド形成材は、分子内に少なくとも１つのＣ＝Ｃ二重結合及び少なくとも１つのＳｉＨを有するパーフルオロエーテルポリマーで構成され、加熱されると、分子間でＣ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとがヒドロシリル化反応して架橋する。
【００４２】
クラッド形成材は複数成分で構成されていてもよい。複数成分のクラッド形成材は、例えば、分子内に少なくとも２つのＣ＝Ｃ二重結合を有するパーフルオロエーテルポリマー成分と少なくとも２つのＳｉＨを有する含フッ素オルガノシロキサン成分とで構成され、加熱されると、両成分間でＣ＝Ｃ二重結合とＳｉＨとがヒドロシリル化反応して架橋する。
【００４３】
上記Ｃ＝Ｃ二重結合は、主鎖中に含まれていてもよく、また、側鎖中に含まれていてもよく、さらに、主鎖或いは側鎖の末端に含まれていてもよい。Ｃ＝Ｃ二重結合は、分子中にアルケニル基として導入されていることが好ましい。
【００４４】
ここで、クラッド形成材に対して、１分子中にエポキシ基、及びアルコキシ基が直結したケイ素原子を、それぞれ１個以上有する有機ケイ素化合物を添加すると、前記エポキシ基が、クラッド形成中のＣ＝Ｃ二重結合の一部と反応してクラッド形成材と結合することにより、アルケニル基をクラッド形成材料に導入することができる。ここで、ケイ素原子に直結したアルコキシ基は、石英ガラス表面の水酸基と反応・結合して、クラッド材料とガラス間の密着性が増す。アルコキシ基の添加量は、例えば０．０１〜５％であり、０．０１％以上であると、クラッド材料とガラス間の密着性が極めて向上し、５％以下であると、クラッド材料の屈折率が低くクラッドとして非常に好適である。
【００４５】
かかるアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、スチリル基、イソプロペニル基、シクロプロペニル基、ブテニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
【００４６】
上記ＳｉＨは、主鎖中に含まれていてもよく、また、側鎖中に含まれていてもよく、さらに、主鎖或いは側鎖の末端に含まれていてもよい。ＳｉＨは、分子中にシロキサン結合の繰り返し構造
【００４７】
【化１】
2013041060.tif 000003
【００４８】
として導入されていることが好ましい。シロキサン結合の繰り返し数（ｎ）は例えば２〜５である。
【００４９】
クラッド形成材は、単一種のパーフルオロエーテルポリマーのみを含んでいてもよく、また、複数種のパーフルオロエーテルポリマーを含んでいてもよい。
【００５０】
クラッド形成材は、ポリマークラッド光ファイバ１１の高ＮＡ及び優れた耐湿性を損なわない範囲で他のポリマー成分を含んでいてもよい。また、クラッド形成材は、白金系等の触媒を含んでいてもよい。
【００５１】
クラッド形成材の粘度は、例えば０．５〜５０Ｐａ・ｓであり、クラッド１１ｂとして好ましい厚さの塗膜を得る目的から１〜１０Ｐａ・ｓであることが好ましい。クラッド形成材の粘度は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０３に準拠して円錐−平板形回転粘度計により測定される。
【００５２】
クラッド形成材の硬化開始温度は、例えば７０〜１５０℃であり、ポットライフと加工速度の観点から９０〜１３０℃であることが好ましい。クラッド形成材の硬化開始温度は、図４（ａ）に示すような剛体振子型物性試験器４０Ｂ（例えば、エー・アンド・デイ社製  型番：ＲＰＴ−３０００Ｗ）を用いて次の手順により測定される。なお、剛体振子型物性試験器４０Ｂは、試料ボート４１Ｂ（例えばアルミニウム製）を備え、その中にナイフエッジ４２Ｂ（例えば、エー・アンド・デイ社製  型番：ＲＰＮ１６０）が設けられ、そこから錘４３（例えば、エー・アンド・デイ社製  型番：ＦＲＢ１００）が垂らされて振子が構成されている。室温の大気雰囲気下で、試料ボート４１Ｂにクラッド形成材Ｍを深さ０．５ｍｍとなるように注入し、そして、試料ボート４１Ｂを室温から２００℃まで１０℃／ｍｉｎの速度で昇温し、また、一定時間ごとに振子に振動を与えて振動周期を測定する。クラッド形成材Ｍが架橋によって硬化すると、液の弾性が上昇して振動周期が短くなることから、図４（ｂ）に示すように、昇温初期からの振動周期が一定である直線部と振動周期が低下する直線部との交点を求め、それを硬化開始温度とする。
【００５３】
なお、クラッド形成材に含まれるパーフルオロエーテルポリマーは、例えば市販材料として信越化学社製のＳＩＦＥＬシリーズがある。
【００５４】
加熱炉３２ｂの設定温度は例えば１００〜５００℃であり、炉長は例えば３０〜３０  ０ｃｍである。
【００５５】
オーバーコート形成部３３では、コア１１ａがクラッド１１ｂで被覆されたポリマークラッド光ファイバ１１を第２コーティングダイス３３ａに通して、その表面に液状のオーバーコート形成材を均一厚さで付着させ、引き続いてＵＶ照射機３３ｂを通過させて紫外線を照射することにより硬化させてオーバーコート１２を形成する（オーバーコート形成工程）。
【００５６】
ここで、オーバーコート形成材としては、例えば、未架橋の紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂等が挙げられる。オーバーコート形成材の粘度は例えば０．５〜５Ｐａ・ｓである。
【００５７】
（実施形態２）
図５は実施形態２に係るダブルクラッド光ファイバ心線２０を示す。この実施形態２に係るダブルクラッド光ファイバ心線２０は、例えば、ファイバレーザー等の用途で用いられるものである。
【００５８】
実施形態２に係るダブルクラッド光ファイバ心線２０は、円形断面のダブルクラッド光ファイバ２１（ポリマークラッド光ファイバ）とそれを被覆するオーバーコート２２とで構成されている。心線径は例えば１００〜１０００μｍである。
【００５９】
ダブルクラッド光ファイバ２１は、ファイバ中心の円形断面のコア２１ａとそれを被覆するように設けられた第１クラッド２１ｂとさらにそれを被覆するように設けられた第２クラッド２１ｃとで構成されている。なお、第１クラッド２１ｂの断面形状は円形であってもよいが、第１クラッド２１ｂに励起光が入力されたときに、励起光がコア２１ａを通過しないスキュー光になるのを防ぐ観点からは、当該断面形状は多角形や非幾何学形状であることが好ましい。ファイバ径は例えば５０〜７００μｍである。
【００６０】
コア２１ａ及び第１クラッド２１ｂはガラスで一体に形成されている。
【００６１】
コア２１ａを形成するガラスは、例えば、Ｇｅなどの屈折率を高めるドーパント、Ｆなどの屈折率を低くするドーパント、或いは希土類元素（Ｅｒ、Ｙｂ、Ｎｄ）等のその他の機能性付与ドーパントがドープされた石英ガラスである。コア径は例えば５〜１００μｍである。コア２１ａと第１クラッド２１ｂの比屈折率差（Δ）は例えば０．１〜１．０％である。
【００６２】
第１クラッド２１ｂを形成するガラスは、純粋な石英ガラス（ＳｉＯ2）であってもよく、また、ＦやＧｅなどの屈折率を変えるドーパントがドープされた石英ガラスであってもよい。第１クラッド２１ｂの厚さは例えば２５〜３５０μｍである。第１クラッド２１ｂの屈折率は、コア２１ａの屈折率よりも低く、比屈折率差は例えば０．１〜１．０％である。
【００６３】
第２クラッド２１ｃは、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーを含むクラッド材料により形成されている。第２クラッド２１ｃの厚さは例えば１０〜１００μｍである。
【００６４】
第２クラッド２１ｃの屈折率は、第１クラッド２１ｂの屈折率よりも低く、例えば１．３７以下であり、１．３５以下であることが好ましい。このダブルクラッド光ファイバ２１では、第２クラッド２１ｃがこのような低屈折率を有することにより、第１クラッド２１ｂに対するＮＡが例えば０．５０以上、好ましくは０．５５以上となる。
【００６５】
第２クラッド２１ｃのその他の構成は実施形態１のクラッド２１ｂの構成と同一である。
【００６６】
オーバーコート２２は、実施形態１のオーバーコート１２と同種の樹脂で形成されている。オーバーコート２２の厚さは例えば１０〜１００μｍである。オーバーコート２２のその他の構成は実施形態１のクラッド１１ｂの構成と同一である。
【００６７】
以上の実施形態２に係るダブルクラッド光ファイバ心線２０は、第１クラッド２１ｂに入力された励起光を第１及び第２クラッド２１ｂ，２１ｃの界面で反射させながら伝送し、そして、その励起光がコア２１ａを通過する際にコア２１ａにドープされたドーパントを励起してエネルギー順位間の反転分布を形成することから、その誘導放出によりコア２１ａに入力された光を増幅して伝送するように構成されている。従って、実施形態２に係るダブルクラッド光ファイバ心線２０では、コア２１ａ及び第１クラッド２１ｂが光伝送路を構成する。
【００６８】
また、実施形態２に係るダブルクラッド光ファイバ心線２０によれば、第２クラッド２１ｃがヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーで形成されているので、第２クラッド２１ｃが大きく低屈折率化され、その結果、第１クラッド２１ｂに対して高ＮＡを得ることができ、また、第２クラッド２１ｃの架橋点となる炭素原子とケイ素原子の結合部が疎水性であることにより、優れた耐湿性を得ることができる。さらに、第２クラッド２１ｃのケイ素原子に結合したアルコキシ基を第２クラッド２１ｃに導入することにより、第２クラッド２１ｃと第１クラッド２１ｂを形成するガラスと親和性が増すことからそれらの間に高い密着性が生じ、その結果、より優れた耐湿性を得ることができる。また、光源から出射された励起光を集光して第１クラッド２１ｂに入射させる場合、このようにＮＡが高い方が入射角を大きくできるため、入射可能な励起光量を多くすることができ、従って、より多くの励起光を第１クラッド２１ｂ内に閉じ込めることができるため、高い発振効率を得ることができる。
【００６９】
さらに、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーにより形成された第２クラッド２１ｃは、光学特性の温度依存性が小さいこと及び耐熱性が優れることが予想され、そのため厳しい環境下での使用可能性及び長寿命化を期待することができる。加えて、第２クラッド２１ｃは熱硬化型樹脂を加熱により架橋することによって硬化したクラッド材で形成されるので、コア２１ａに希土類元素等のドーパントがドープされたダブルクラッド光ファイバ２１の場合には、第２クラッド２１ｃの形成時における紫外線によるコア２１ａの劣化を防止することができる。
【００７０】
実施形態２に係るダブルクラッド光ファイバ心線２０の製造方法は、実質的には、実施形態１に係るポリマークラッド光ファイバ心線１０の製造方法と同一であるが、実施形態２では、コア部を形成する円形断面の材料と、それを被覆するように設けられた第１クラッドを形成する材料の２層構造を有するプリフォームを用い、また、クラッド形成材により第２クラッド２１ｃを形成する。
【実施例】
【００７１】
（クラッド形成材）
＜実施例＞
実施例のクラッド形成材は、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化するパーフルオロエーテルポリマーとした。粘度は４Ｐａ・ｓであった。クラッド形成材の硬化開始温度は、図４（ａ）及び（ｂ）に示す方法で測定したところ１２８℃であった。
【００７２】
このクラッド形成材をガラス基板上に塗布し、加熱温度１５０℃及び加熱時間５時間の条件で熱架橋することによって硬化させて、厚さ２００μｍのシートを作製した。これは実施例のクラッド材料である。このクラッド材料のゲル分率は９９％であった。
【００７３】
＜比較例＞
比較例のクラッド形成材は、紫外線架橋によって硬化する紫外線硬化型フッ化アクリレート樹脂とした。粘度は２．４Ｐａ・ｓであった。
【００７４】
このクラッド形成材をガラス基板上に塗布し、窒素雰囲気下、積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ2の条件で紫外線架橋することによって硬化させて、厚さ２００μｍのシートを作製した。これは比較例のクラッド材料である。このクラッド材料のゲル分率は９６％であった。
【００７５】
（オーバーコート材料）
実施例及び比較例のオーバーコート形成材は、紫外線架橋によって硬化する紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂とした。粘度は２．５Ｐａ・ｓであった。
【００７６】
このオーバーコート形成材を窒素雰囲気下、積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ2の条件で紫外線架橋することによって硬化させて、厚さ２００μｍのシートを作製した。これはオーバーコート材料である。このオーバーコート材料のゲル分率は９６％であった。
【００７７】
（ポリマークラッド光ファイバ心線）
＜実施例＞
上記実施例のクラッド形成材及び上記オーバーコート形成材を用いて、上記実施形態１と同様の構成のポリマークラッド光ファイバ心線を作製し、それを実施例のポリマークラッド光ファイバ心線とした。このとき、線引条件は、線引速度を２０ｍ／ｍｉｎ、及びクラッド形成材を硬化するための加熱炉の設定温度を４００℃とした。加熱炉の炉長は１ｍであった。オーバーコートを硬化するためのＵＶ照射機の照射条件は１０００ｍＪ／ｃｍ2とした。
【００７８】
実施例のポリマークラッド光ファイバ心線の心線径は３５０μｍであった。ポリマークラッド光ファイバのファイバ径は２６０μｍであった。コア径は２００μｍであった。
【００７９】
コアは純粋な石英ガラスで形成した。クラッドは、上記実施例のクラッド材料、すなわち、ヒドロシリル化反応による架橋によって硬化したパーフルオロエーテルポリマーで形成した。オーバーコートは上記オアーバーコート材料、すなわち、紫外線架橋によって硬化した紫外線硬化型ウレタンアクリレート樹脂で形成した。
【００８０】
＜比較例＞
クラッドを比較例のクラッド材料、すなわち、紫外線架橋によって硬化した紫外線硬化型のフッ化アクリレート樹脂で形成したことを除いて実施例と同一構成のポリマークラッド光ファイバ心線を作製し、それを比較例のポリマークラッド光ファイバ心線とした。
【００８１】
（試験評価方法）
＜クラッド材料の密度＞
実施例及び比較例のそれぞれのクラッド材料から試験片を作製し、クラッド材料の密度をＪＩＳ  Ｋ  ００６１に準拠して測定した。
【００８２】
＜クラッド材料のショアＡ硬さ＞
実施例及び比較例のそれぞれのクラッド材料を重ね合わせ、厚さ６ｍｍの試験片を作製し、クラッド材料のショアＡ硬さをＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにより測定した。
【００８３】
＜クラッド材料のガラスに対する９０°剥離力＞
実施例及び比較例のそれぞれで用いたクラッド形成材をガラス基板上に１００〜２００μｍの厚さで塗布し、架橋することによって硬化してクラッド材料を形成した後、クラッド材料のみに幅２．５ｃｍの短冊状に切り込みを入れることにより試験片を作製し、短冊状のクラッド材料の一端をガラス基板から垂直に、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引き上げたときの張力を測定し、その値を短冊状のクラッド材料の幅で除することにより、クラッド材料のガラスに対する９０°剥離力を測定した。
【００８４】
なお、実施例の架橋条件は加熱温度１５０℃及び加熱時間５時間、並びに比較例の架橋条件は窒素雰囲気下、硬化のために照射する紫外光の積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ2とした。
【００８５】
＜クラッド材料の屈折率＞
実施例及び比較例のそれぞれのクラッド材料から試験片を作製し、クラッド材料の屈折率をＪＩＳ Ｋ ００６２に準拠してアッベ屈折率計のフィルム試料の測定方法により測定した。
【００８６】
＜ポリマークラッド光ファイバ心線のコアに対するＮＡ＞
実施例及び比較例のポリマークラッド光ファイバ心線それぞれについて、ポリマークラッド光ファイバのコアに対するＮＡをＪＩＳ  Ｃ  ６８２５に準拠してＦＦＰ法により測定した。
【００８７】
＜ポリマークラッド光ファイバ心線の温水浸漬後の伝送損失＞
実施例及び比較例のポリマークラッド光ファイバ心線それぞれについて、５０ｍを束にとり、それをウォーターバス内の８５℃に調温した温水に２日間浸漬し、そして、波長１．３１μｍの信号光を伝送したときの伝送損失をカットバック法により測定した。
【００８８】
（試験評価結果）
表１は試験結果を示す。
【００８９】
【表１】
2013041060.tif 000004
【００９０】
クラッド材料の密度は、実施例が１．７７ｇ／ｃｍ3、及び比較例が１．６５ｇ／ｃｍ3であった。
【００９１】
クラッド材料のショアＡ硬さは、実施例が２９、及び比較例が４１であった。
【００９２】
クラッド材料のガラスに対する９０°剥離力は、実施例が２１Ｎ／ｍ、及び比較例が１１Ｎ／ｍであった。
【００９３】
クラッド材料の屈折率は、実施例が１．３４、及び比較例が１．３８であった。
【００９４】
ポリマークラッド光ファイバ心線のコアに対するＮＡは、実施例が０．５９、及び比較例が０．４５であった。
【００９５】
ポリマークラッド光ファイバ心線の温水浸漬後の伝送損失は、実施例が５ｄＢ／ｋｍ、及び比較例が１００ｄＢ／ｋｍ以上であった。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明はポリマークラッド光ファイバ及びその製造方法について有用である。
【符号の説明】
【００９７】
１０  ポリマークラッド光ファイバ心線
１１  ポリマークラッド光ファイバ
１１ａ  コア（光伝送路）
１１ｂ  クラッド
１２  オーバーコート
２０  ダブルクラッド光ファイバ心線（ポリマークラッド光ファイバ心線）
２１  ダブルクラッド光ファイバ（ポリマークラッド光ファイバ）
２１ａ  コア
２１ｂ  第１クラッド
２１ｃ  第２クラッド
２２  オーバーコート
３０  線引機
３１  紡糸炉
３２  クラッド形成部
３２ａ  第１コーティングダイス
３２ｂ  加熱炉
３３  オーバーコート形成部
３３ａ  第２コーティングダイス
３３ｂ  ＵＶ照射機
４０Ａ，４０Ｂ  剛体振子型物性試験器
４１Ａ  試料台
４１Ｂ  試料ボート
４２Ａ  パイプエッジ
４２Ｂ  ナイフエッジ
４３  錘
Ｆ  フィルム
Ｍ  クラッド形成材
Ｐ  プリフォーム
【図１】
2013041060.tif 000005
【図２】
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【図３】
2013041060.tif 000007
【図４】
2013041060.tif 000008
【図５】
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