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JP2006178102A - Plastic primary coated optical fiber and manufacturing method therefor - Google Patents

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JP2006178102A
JP2006178102A JP2004369992A JP2004369992A JP2006178102A JP 2006178102 A JP2006178102 A JP 2006178102A JP 2004369992 A JP2004369992 A JP 2004369992A JP 2004369992 A JP2004369992 A JP 2004369992A JP 2006178102 A JP2006178102 A JP 2006178102A
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core material
pof
clad
optical fiber
outer tube
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JP2004369992A
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Japanese (ja)
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Yasuyuki Mizushima
康之 水嶋
Yoshisada Nakamura
義貞 中村
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the refractive index of a clad in a plastic primary coated optical fiber (POF) without depending on material. <P>SOLUTION: An outer tube 12 with a large number of fine pores 33 is formed. A core polymer is put in the outer tube 12 to constitute a core material 30 by rotational polymerization, and a preform 21 is prepared composed of the outer tube 12 and the core material 30. The POF is obtained by heating and drawing the preform 21. A large number of fine pores 33 of the outer tube 12 are dispersed through the heating and drawing, so that a number of micro pores are formed in the clad of the POF. The size of the micro pores is set to 1-1,000 μm, and the quantity thereof is set 1-70 vol%. The refractive index of the clad is reduced by these micro pores. Even if the same material as the outer core material is used for the clad, a clad having a lower refractive index than the outer core can be obtained, thereby expanding the selectivity of the base material for the clad. Thus, the POF having a superior affinity, a high NA and a high transmission rate can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プラスチック光ファイバ素線およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a plastic optical fiber and a method for manufacturing the same.

光ファイバ素線は、光が通るコアと、前記コアの外周を覆うクラッドとからなる光伝送体であり、高速伝送かつ大容量の情報伝達ができることから、様々な分野において用いられている。このような光ファイバ素線の中でも、成型加工性や可撓性,耐衝撃性などに優れた性質を有するとともに、安全かつ低価格であり、また、低伝送損失であるプラスチック光ファイバ素線(Plastic Optical Fiber;POF)が注目されている。   An optical fiber is an optical transmission body composed of a core through which light passes and a clad covering the outer periphery of the core, and is used in various fields because it can perform high-speed transmission and large-capacity information transmission. Among these optical fiber strands, plastic optical fiber strands that have excellent properties such as moldability, flexibility, and impact resistance, are safe and inexpensive, and have low transmission loss ( Attention has been focused on Plastic Optical Fiber (POF).

最近では、このPOFのコアに屈折率分布を設けたグレーデッドインデックス型(Graded Index:GI型)POFが注目されている。このGI型POFは、コアの中心に向かって屈折率が連続的に高くなる構造を有している。このように、屈折率を連続的に変化させると、光を徐々に屈折させてコアに閉じ込めることができる。また、媒質中の光の速度が屈折率に反比例することを利用して、光の速度を中心から離れるにつれて速くすることで、斜めに進む光と直進する光とが、光ファイバ素線の一端から他端までに到達する時間を同じにすることができるので、その伝送波形を崩れにくくすることができる。
Recently, a graded index (GI type) POF in which a refractive index distribution is provided in the core of this POF has attracted attention. This GI POF has a structure in which the refractive index continuously increases toward the center of the core. Thus, if the refractive index is continuously changed, light can be gradually refracted and confined in the core. Also, by utilizing the fact that the speed of light in the medium is inversely proportional to the refractive index, the light speed increases as the distance from the center increases, so that light traveling diagonally and light traveling straight are one end of the optical fiber. Since the time required to reach the other end can be made the same, the transmission waveform can be made difficult to collapse.

GI型POFは、透明度の高い光学樹脂と、これとは屈折率の異なる添加剤(例えば、ドーパント)とを混合し重合させたコアと、前記コアよりも低屈折率であるクラッドからなる。このとき、光学樹脂とドーパントのように、屈折率の異なる成分同士を混合して重合させる場合には、主成分(この場合は、光学樹脂)のガラス転移温度(Tg)が低下してしまい、結果として、耐熱性の低下を引き起こす。特に、光ファイバ素線において、屈折率があまり高くない添加剤を光学樹脂に添加し、重合させた場合には、Tgが低下するとともに、光ファイバ素線の伝送能力の指標である開口数(NA)が低下してしまう。また、前記添加剤は、光学樹脂の中に分散されているだけで、固定されていないので、高温に曝されると拡散移動してしまい、屈折率分布が変化したり、添加剤が凝集して光散乱が増加することで、光伝送能力が変化したりするという問題が生じてしまう。このような問題を受け、光学樹脂に添加剤を添加してPOFを製造する場合にも、光学樹脂本来の耐熱性を低下させることなく、かつ低光伝送損失を実現させることができるGI型POFを提供する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−91758号公報
The GI-type POF is composed of a core obtained by mixing and polymerizing a highly transparent optical resin and an additive (for example, a dopant) having a refractive index different from that of the optical resin, and a clad having a refractive index lower than that of the core. At this time, when the components having different refractive indexes are mixed and polymerized like the optical resin and the dopant, the glass transition temperature (Tg) of the main component (in this case, the optical resin) is lowered, As a result, the heat resistance is reduced. In particular, in an optical fiber, when an additive having a refractive index that is not so high is added to the optical resin and polymerized, the Tg decreases and the numerical aperture (index of transmission capability of the optical fiber) ( NA) decreases. In addition, since the additive is only dispersed in the optical resin and is not fixed, it diffuses and moves when exposed to high temperatures, and the refractive index distribution changes or the additive aggregates. As the light scattering increases, there arises a problem that the light transmission capability changes. In response to such problems, even when an additive is added to an optical resin to produce POF, a GI POF that can realize low optical transmission loss without lowering the heat resistance inherent in the optical resin. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-91758 A

特許文献1記載の方法では、金属キレート化合物を用いてコアに屈折率分布を発現させることで、光学樹脂に添加剤を添加しても、光学樹脂のTgが低下することを抑制するとともに、低光伝送損失を実現することができるGI型POFを作製することができる。ただし、GI型POFを含めて、POFは、クラッドよりも高屈折率であるコアを形成させることが必要であるが、コアに低屈折率成分を使用した場合、クラッドには、前記コアよりも、より低屈折率である成分を使用しなければならないために、前記クラッドに使用することができる成分が限定されてしまうという問題が生じている。しかしながら、特許文献1記載の方法をはじめとして、今までに、このPOFを形成させる成分に関する問題を解決することができる方法は提案されていない。   In the method described in Patent Document 1, the refractive index distribution is expressed in the core using a metal chelate compound, so that even if an additive is added to the optical resin, the Tg of the optical resin is suppressed from being lowered, and low. A GI POF capable of realizing optical transmission loss can be manufactured. However, including the GI type POF, the POF needs to form a core having a higher refractive index than the clad. However, when a low refractive index component is used for the core, the clad has a higher refractive index than the core. Since a component having a lower refractive index has to be used, there is a problem that components that can be used for the cladding are limited. However, no method has been proposed so far that can solve the problems relating to the component that forms this POF, including the method described in Patent Document 1.

本発明は、コアおよびクラッドを構成する材料を制限せずに選択して、屈折率分布を有し、かつ高NA化や高速伝送を実現させたPOFおよびその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a POF having a refractive index distribution, realizing high NA and high-speed transmission, and a method for manufacturing the same, by selecting materials constituting the core and the clad without limitation. To do.

本発明におけるプラスチック光ファイバ素線は、コアと、このコアの外周に配置されるクラッドとを有するプラスチック光ファイバ素線において、前記クラッドに微細孔を多数設けることを特徴とする。また、微細孔の大きさが、1nm以上1000nm以下であることが好ましく、この微細孔の量が、1vol%以上70vol%以下であることが好ましい。なお、前記コアを構成する材料が、前記クラッドを構成する材料と同一の材料を含むことが好ましい。また、前記コアが径方向で中心に向かうにしたがい、次第に屈折率が高くなる屈折率分布を有することが好ましい。   The plastic optical fiber in the present invention is a plastic optical fiber having a core and a clad disposed on the outer periphery of the core, and is characterized in that a large number of fine holes are provided in the clad. The size of the micropores is preferably 1 nm or more and 1000 nm or less, and the amount of the micropores is preferably 1 vol% or more and 70 vol% or less. In addition, it is preferable that the material which comprises the said core contains the same material as the material which comprises the said clad. Further, it is preferable that the core has a refractive index distribution in which the refractive index gradually increases as it goes toward the center in the radial direction.

また、本発明におけるプラスチック光ファイバ素線の製造方法は、細孔を有する管を形成し、前記管にコア用ポリマーを入れて重合させてプラスチック光ファイバ素線用プリフォームとし、前記プリフォームを加熱延伸して、前記細孔を分散させてなる微細孔を有するクラッドを形成するようにプラスチック光ファイバ素線を製造することを特徴とする。なお、前記管を、同心円状に複数配置した複層管から構成することが好ましい。   Further, in the method for producing a plastic optical fiber according to the present invention, a tube having pores is formed, and a polymer for a core is put into the tube and polymerized to obtain a preform for the plastic optical fiber, A plastic optical fiber is produced by heating and stretching to form a clad having fine pores in which the pores are dispersed. In addition, it is preferable to comprise the said pipe | tube from the multilayer pipe | tube arrange | positioned concentrically.

本発明によれば、クラッドに微細孔を多数設けるようにしたので、クラッドを構成する材料に関わらず、クラッドの屈折率を低下させることができる。これにより、コアおよびクラッドを構成する材料として、同一の材料を用いても、クラッドの屈折率を低下させることができるので、親和性が高く、かつ高NA化または結合効率を高めたPOFを製造することができる。また、コアおよびクラッドを構成する材料として同一のものを用いた場合には、POFを製造する際に用いる材料数の低減を図ることができるので、低コスト化が図れる。   According to the present invention, since many fine holes are provided in the clad, the refractive index of the clad can be lowered regardless of the material constituting the clad. As a result, even if the same material is used as the material constituting the core and the clad, the refractive index of the clad can be lowered, so a POF with high affinity and high NA or high coupling efficiency is manufactured. can do. Further, when the same material is used as the material constituting the core and the clad, the number of materials used for manufacturing the POF can be reduced, so that the cost can be reduced.

本発明の実施の形態について図を引用しながら説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。図1は、POFの製造工程図である。それぞれの工程については後で詳細に説明するものとし、ここでは工程の流れについてのみ説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 1 is a manufacturing process diagram of POF. Each process will be described in detail later, and only the flow of the process will be described here.

まず、外管作製工程11において、管形状の外管12を作製する。図2に示すように、外管12は、POF25(図4参照)の母材となるプリフォーム21の外殻部分をなすものであり、プリフォーム21を加熱延伸させた後には、所定の径のクラッドとなる。本発明においては、多数の細孔を有する管を同心円状に複数配置した複層管を外管12とする。外管12を構成する材料やその形成方法に関しては、後で説明する。 First, in the outer tube manufacturing step 11, a tube-shaped outer tube 12 is manufactured. As shown in FIG. 2, the outer tube 12 forms an outer shell portion of the preform 21 that is a base material of the POF 25 (see FIG. 4). After the preform 21 is heated and stretched, the outer tube 12 has a predetermined diameter. It becomes the clad. In the present invention, the outer tube 12 is a multilayer tube in which a plurality of tubes having a large number of pores are arranged concentrically. The material constituting the outer tube 12 and the method for forming the material will be described later.

次に、外管12の中空部にコア材30を形成させてプリフォーム21を作製する(図2参照)。本実施形態では、2重構造のコア材30を形成させる。以降の説明において、外側、つまり外管12の内面と接する部分をアウターコア材31と称し、内側、つまりアウターコア材31の内面に接するようにして形成される部分をインナーコア材32と称する。   Next, the preform 21 is produced by forming the core material 30 in the hollow portion of the outer tube 12 (see FIG. 2). In the present embodiment, the core material 30 having a double structure is formed. In the following description, the outer side, that is, the portion that contacts the inner surface of the outer tube 12 is referred to as the outer core material 31, and the inner portion, that is, the portion that is formed so as to contact the inner surface of the outer core material 31 is referred to as the inner core material 32.

外管12を作製した後に、まず、第1注入工程13において、アウターコア材31を生成させるための重合性化合物(以下、アウターコア材用モノマーと称する。)を外管12の中空部に注入する。次に、アウターコア材生成工程15として、注入したアウターコア材用モノマーを重合させて、断面円形の中央が空洞となるようにアウターコア材31を生成させる。ただし、重合体へ重合性化合物が接触し、しみ込むなどして重合体が膨潤または溶解し、所定の反応が進む塊状重合の一種である界面ゲル重合反応が起こると、この重合反応の進行により、先に形成されていた重合体が溶解する場合がある。したがって、例えば、後述するインナーコア材32の生成反応により、先に形成されたアウターコア材31がインナーコア材32と一体となって、アウターコア材31が認められなくなる場合がある。   After producing the outer tube 12, first, in the first injection step 13, a polymerizable compound (hereinafter referred to as an outer core material monomer) for generating the outer core material 31 is injected into the hollow portion of the outer tube 12. To do. Next, as the outer core material generation step 15, the injected outer core material monomer is polymerized to generate the outer core material 31 so that the center of the circular cross section becomes a cavity. However, when an interfacial gel polymerization reaction, which is a kind of bulk polymerization in which a predetermined reaction proceeds, occurs when the polymer swells or dissolves when the polymerizable compound comes into contact with the polymer and soaks into the polymer, The previously formed polymer may be dissolved. Therefore, for example, due to the generation reaction of the inner core material 32 described later, the outer core material 31 previously formed may be integrated with the inner core material 32 and the outer core material 31 may not be recognized.

次に、第2注入工程17として、インナーコア材32を生成させるための重合性化合物(以降、インナーコア材用モノマーと称する。)をアウターコア材31の内側に注入する。続けて、インナーコア材生成工程20として、前記重合性化合物を重合させてインナーコア材32を生成させる。こうして、外管12の内側にアウターコア材31とインナーコア材32とからなるコア材30を形成させたプリフォーム21を作製する。なお、本発明においては、アウターコア材用モノマーおよびインナーコア材用モノマーは、単量体に限定されるものではなく、2量体や3量体の他に、後述するような各種の重合体を形成するための重合性化合物を含んでいる。   Next, as the second injection step 17, a polymerizable compound (hereinafter referred to as an inner core material monomer) for generating the inner core material 32 is injected inside the outer core material 31. Subsequently, as the inner core material generation step 20, the polymerizable compound is polymerized to generate the inner core material 32. In this way, the preform 21 in which the core material 30 composed of the outer core material 31 and the inner core material 32 is formed inside the outer tube 12 is produced. In the present invention, the monomer for the outer core material and the monomer for the inner core material are not limited to monomers, but various polymers as described below in addition to dimers and trimers. And a polymerizable compound for forming.

作製されたプリフォーム21は、延伸工程22に供され、所定の方法により延伸されて、プラスチック光ファイバ素線(POF)25となる。この延伸工程22では、円柱状のプリフォーム21は加熱されながら長手方向に延伸される。このとき、プリフォーム21が延伸される際には、外管12も同時に延伸されるために、細孔33が延伸され、かつ分散されて、図4に示すように、光学的レベルで口径と配置が制御された微細孔44が多数形成されたクラッド40が得られる。同様に、プリフォーム21を構成するコア材30のうち、インナーコア材32からはインナーコア43が、アウターコア材31からはアウターコア42が、それぞれ形成される。さらに、被覆工程26において、POF25の外周を被覆材で被覆することで、外周に保護層が形成されたプラスチック光ケーブル27を作製することができる。被覆工程26を経たPOF25は、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(ともに、plastic optical code)と称される。本発明においては、このファイバ心線が1本のままであって必要に応じてさらに被覆を施されたものをシングルファイバケーブルと称し、一方、ファイバ心線がテンションメンバなどとともに複数本組み合わされてさらなる被覆材が被されたものをマルチファイバケーブルと称し、プラスチック光ケーブル27とは、これらのシングルファイバケーブルとマルチファイバケーブルとの両方を含む。   The produced preform 21 is subjected to a drawing step 22 and drawn by a predetermined method to become a plastic optical fiber strand (POF) 25. In the stretching step 22, the columnar preform 21 is stretched in the longitudinal direction while being heated. At this time, when the preform 21 is stretched, the outer tube 12 is also stretched at the same time, so that the pores 33 are stretched and dispersed, and as shown in FIG. A clad 40 having a large number of fine holes 44 whose arrangement is controlled is obtained. Similarly, in the core material 30 constituting the preform 21, the inner core 43 is formed from the inner core material 32, and the outer core 42 is formed from the outer core material 31. Furthermore, in the covering step 26, the outer periphery of the POF 25 is covered with a covering material, so that a plastic optical cable 27 having a protective layer formed on the outer periphery can be produced. The POF 25 that has undergone the coating process 26 is called a plastic optical fiber core or a plastic optical fiber cord (both are plastic optical code). In the present invention, this fiber core wire remains as one and is further coated if necessary, and is referred to as a single fiber cable. On the other hand, a plurality of fiber core wires are combined with a tension member or the like. The one covered with the further covering material is referred to as a multi-fiber cable, and the plastic optical cable 27 includes both the single fiber cable and the multi-fiber cable.

図2(A)に、本発明でのプリフォーム21の直径方向で切断した横断面図を示し、図2(B)に、プリフォーム21の軸方向に切断した縦断面図を示す。プリフォーム21は、外管12と、コア材30とを有し、このコア材30は、アウターコア材31とインナーコア材32とからなる。また、外管12およびコア材30ともに、その外径および内径が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管状となっている。したがって、外管12の内径は、アウターコア31の外径に等しく、アウターコア材31の内径は、インナーコア材32の内径に等しい。   FIG. 2A shows a transverse cross-sectional view cut in the diameter direction of the preform 21 in the present invention, and FIG. 2B shows a longitudinal cross-sectional view cut in the axial direction of the preform 21. The preform 21 includes an outer tube 12 and a core material 30, and the core material 30 includes an outer core material 31 and an inner core material 32. Further, both the outer tube 12 and the core material 30 are tubular in which the outer diameter and inner diameter are constant in the longitudinal direction and the thickness is uniform. Therefore, the inner diameter of the outer tube 12 is equal to the outer diameter of the outer core 31, and the inner diameter of the outer core material 31 is equal to the inner diameter of the inner core material 32.

本実施形態では、コア材30を、アウターコア材31とインナーコア材32との2層構造としたが、他の構造にも本発明は適用される。コア材30の他の構造としては、例えば、アウターコア材31とインナーコア材32との境界が存在せずに、外管12の内周からコア材30の中央に向かって屈折率が連続的もしくは段階的に高くなる構造や、3層以上の構造を挙げることができる。   In the present embodiment, the core material 30 has a two-layer structure of the outer core material 31 and the inner core material 32, but the present invention is also applicable to other structures. As another structure of the core material 30, for example, there is no boundary between the outer core material 31 and the inner core material 32, and the refractive index is continuous from the inner periphery of the outer tube 12 toward the center of the core material 30. Or the structure which becomes high in steps, and the structure of three or more layers can be mentioned.

図2(A)に示すように、プリフォーム21の外管12は、多数の細孔33を有する管をポリマーで形成し、これを同心円状に複数配置した複層管(本実施形態では3つ)から構成される。ただし、複層管を構成する管の本数などに関しては、本発明はこれに限定されない。また、図2(B)に示すように、細孔33は、外管12の直径方向および長手方向に対して、多数設けられている。細孔33においては、その形状および配置、数量などは特に限定されず、プリフォーム21を加熱延伸した後に得られるPOF25において、所定の屈折率を発現するように調整されればよい。 As shown in FIG. 2 (A), the outer tube 12 of the preform 21 is a multi-layer tube (3 in this embodiment) in which a tube having a large number of pores 33 is formed of a polymer, and a plurality of these are arranged concentrically. ). However, the present invention is not limited to this with respect to the number of tubes constituting the multilayer tube. In addition, as shown in FIG. 2B, a large number of pores 33 are provided in the diameter direction and the longitudinal direction of the outer tube 12. The shape, arrangement, quantity and the like of the pores 33 are not particularly limited, and the pores 33 may be adjusted so as to express a predetermined refractive index in the POF 25 obtained after the preform 21 is heated and stretched.

図3に細孔33の概略図を示す。本実施形態では、図3(A)に示すような貫通孔35を細孔33とした形態を示したが(図2参照)、細孔33の形状は、これに限定されない。例えば、図3(B)のような、半円状の凹み37を外管37に設けてもよいし、図3(C)のような、気泡39を外管38に設けてもよい。図3(A)〜(C)に示すような、いずれの形状においても、細孔33は、プリフォーム21を延伸させてPOF25とする際に、延伸による分散によって、その口径が小さくなって微細孔44となる。各種細孔33の形成方法に関しては、後ほど説明する。また、細孔33の寸法に関しては、各細孔33の種類に応じて適宜求めた値とする。例えば、図3(A)に示すような貫通孔35の場合には、その直径をD1、深さをD2とし、図3(B)に示すような凹み37の場合には、その最大直径をD3、深さをD4とする。図3(C)に示すような気泡39の場合には、各気泡の最大直径をD5とすればよい。   FIG. 3 shows a schematic view of the pore 33. In the present embodiment, the form in which the through-hole 35 as shown in FIG. 3A is the pore 33 is shown (see FIG. 2), but the shape of the pore 33 is not limited to this. For example, a semicircular recess 37 as shown in FIG. 3B may be provided in the outer tube 37, or a bubble 39 as shown in FIG. 3C may be provided in the outer tube 38. In any shape as shown in FIGS. 3 (A) to 3 (C), when the preform 21 is stretched to form POF 25, the pores 33 become finer due to dispersion by stretching. It becomes a hole 44. The method for forming the various pores 33 will be described later. In addition, the dimension of the pores 33 is a value that is appropriately determined according to the type of each pore 33. For example, in the case of the through-hole 35 as shown in FIG. 3A, the diameter is D1, the depth is D2, and in the case of the recess 37 as shown in FIG. Let D3 and the depth be D4. In the case of the bubble 39 as shown in FIG. 3C, the maximum diameter of each bubble may be D5.

外管12に細孔33を形成させる方法としては、特に限定はされないが、例えば、貫通孔35(図3(A)参照)を形成させる場合には、所望の材料により外管12を形成させた後、その周面に細かい貫通孔35を多数形成させればよい。このとき、貫通孔35の形成方法としては、ポリマーで形成された細管を束ねて融着させたものを細孔33とする方法や、あらかじめ、CO2 などの気体をポリマー中に溶かしておき、それを減圧することで細孔33を得る方法などが挙げられ、実際にはこれらの各種方法を、単一または組み合わせて行う。また、管を形成した直後に、多数の孔形成用突起を有するローラまたはプーリを接触させることで、多数の貫通孔35を形成してもよい。また、凹み37(図3(B)参照)は貫通孔35と同様にして形成される。気泡39(図3(C)参照)の場合には、外管12をなす管を押出成形する際に、溶融ポリマー内に微細な気泡39を混入させることで形成すればよいが、いずれにおいても、その形成方法は特に限定されない。 The method of forming the pores 33 in the outer tube 12 is not particularly limited. For example, when forming the through-hole 35 (see FIG. 3A), the outer tube 12 is formed of a desired material. After that, a large number of fine through holes 35 may be formed on the peripheral surface. At this time, as a method of forming the through-hole 35, a method in which a thin tube formed of a polymer is bundled and fused to make the pore 33, or a gas such as CO 2 is dissolved in the polymer in advance. A method of obtaining the pores 33 by reducing the pressure is exemplified, and actually, these various methods are performed singly or in combination. Alternatively, immediately after forming the tube, a large number of through holes 35 may be formed by contacting rollers or pulleys having a large number of hole forming protrusions. Further, the recess 37 (see FIG. 3B) is formed in the same manner as the through hole 35. In the case of the bubbles 39 (see FIG. 3C), when the tube forming the outer tube 12 is extruded, it may be formed by mixing fine bubbles 39 in the molten polymer. The formation method is not particularly limited.

上述したように、本発明の外管12は、多数の細孔33を有する管から構成されている。本実施形態では、3本の管を用いて、これらを同心円状に配置して作製した複層管を外管12とした。図2(A)、(B)においては、そのことを分かりやすくするために、各管の境界線を示したが、実際には、複層管を形成する際には、用いられる複数の管は、融着または接着剤により接着されているので、境界線は確認できない場合が多い(後述する図4(A)、(B)も同様)。融着する場合には、管同士が形成する界面において、隙間が生じないように密着させて接合することが好ましい。ただし、融着時の温度に関しては、構成するポリマー材料などに応じて、適宜決定すればよく、特に限定はされない。また、接着剤で接着する際には、市販されている接着剤を用いることができるが、PMMA系接着剤を用いることが好ましい。このとき、外管12およびコア材30を構成する材料にできる限り類似した成分で形成されている接着剤を選択して用いることが、より密着性高く接着することができるので好ましい。   As described above, the outer tube 12 of the present invention is composed of a tube having a large number of pores 33. In the present embodiment, the outer tube 12 is a multilayer tube produced by using three tubes and concentrically arranging them. In FIGS. 2 (A) and 2 (B), the boundary lines of the respective tubes are shown in order to make this easier to understand. In practice, however, a plurality of tubes used when forming a multilayer tube. Are bonded by fusion bonding or an adhesive, the boundary line is often not confirmed (the same applies to FIGS. 4A and 4B described later). In the case of fusing, it is preferable that the pipes are bonded in close contact so that no gap is formed at the interface formed by the pipes. However, the temperature at the time of fusion may be appropriately determined according to the polymer material to be formed, and is not particularly limited. Moreover, when bonding with an adhesive, a commercially available adhesive can be used, but a PMMA adhesive is preferably used. At this time, it is preferable to select and use an adhesive formed of components that are as similar as possible to the materials constituting the outer tube 12 and the core material 30 because adhesion can be made with higher adhesion.

図4(A)に、POF25を直径方向で切断した横断面図を示し、図4(B)に、軸に沿って切断したPOF25の縦断面図を示す。POF25は、クラッド40とコア41より構成される。クラッド40およびコア41は、プリフォーム21を構成する外殻12およびコア材30が、それぞれ加熱延伸されることで形成されたものである。図4(A)に示すように、POF25のクラッド40は多数の微細孔44を有している。これは、クラッド40の母材である外管12に設けられた細孔33が、加熱延伸時の延伸によって分散されて微細になったものである。微細孔44は、プリフォーム21の外管12における細孔33の配置に順ずるものであり、図4(B)に示すように、クラッド40の直径方向および長手方向に対して多数形成される。図4(A)および(B)では、クラッド40において微細孔44が規則的に配されている様態を示したが、上述したように、微細孔44は、延伸時において、細孔33が延伸により分散されて形成されるものであるため、実際には、規則的に配されていない場合が多いが、本発明においては、その配列状況は特に問題とはならない。ただし、光学特性などの観点から、できる限り類似した微細孔44をクラッド40に形成することが好ましい。 4A shows a cross-sectional view of the POF 25 cut in the diameter direction, and FIG. 4B shows a vertical cross-sectional view of the POF 25 cut along the axis. The POF 25 includes a clad 40 and a core 41. The clad 40 and the core 41 are formed by heating and stretching the outer shell 12 and the core material 30 constituting the preform 21, respectively. As shown in FIG. 4A, the cladding 40 of the POF 25 has a large number of fine holes 44. This is because the fine pores 33 provided in the outer tube 12 which is the base material of the clad 40 are dispersed and made fine by stretching at the time of heating and stretching. The fine holes 44 conform to the arrangement of the fine holes 33 in the outer tube 12 of the preform 21 and are formed in large numbers in the diameter direction and the longitudinal direction of the cladding 40 as shown in FIG. . 4A and 4B show a state in which the fine holes 44 are regularly arranged in the clad 40. As described above, the fine holes 44 are stretched by the pores 33 at the time of stretching. In practice, however, the arrangement is not particularly a problem in the present invention. However, it is preferable to form the fine holes 44 as similar to the clad 40 as possible from the viewpoint of optical characteristics and the like.

図5に、POF25の屈折率分布に関する概略図を示す。図5において、横軸の符号(A)で示される範囲は、図4(A)におけるクラッド40の屈折率であり、符号(B)で示される範囲は、図4(B)におけるアウターコア42の屈折率であり、符号(C)で示される範囲は、インナーコア43の屈折率である。   FIG. 5 shows a schematic diagram regarding the refractive index distribution of the POF 25. In FIG. 5, the range indicated by the symbol (A) on the horizontal axis is the refractive index of the cladding 40 in FIG. 4A, and the range indicated by the symbol (B) is the outer core 42 in FIG. 4B. The range indicated by the symbol (C) is the refractive index of the inner core 43.

上述したように、本発明のクラッド40は、複数の微細孔44を有することを特徴とするが、微細孔44の大きさが、1nm以上1000nm以下であることが好ましい。より好ましくは、10nm以上100nm以下である。微細孔44の大きさは、使用する波長の1/10以下である場合において、低伝送損失が実現できる。このため、微細孔44の大きさが1000nmよりも大きい場合には、伝送損失が大きくなってしまう。一方で、微細孔44が1nmよりも小さい場合には、作業上、作製が困難であるため不適である。また、微細孔44の量においては、POF25の横断面積を1としたとき、その量が、1vol%以上70vol%以下であることが好ましい。より好ましくは、10vol%以上50vol%以下である。このとき、微細孔44の量が70vol%よりも多い場合には、NA値は高い値が得られるが、強度が弱くなってしまうために、変形しやすい。一方で、微細孔44の量が、1vol%未満の場合には、NA値を高くすることができない。 As described above, the clad 40 of the present invention is characterized by having a plurality of fine holes 44. The size of the fine holes 44 is preferably 1 nm or more and 1000 nm or less. More preferably, it is 10 nm or more and 100 nm or less. A low transmission loss can be realized when the size of the fine hole 44 is 1/10 or less of the wavelength used. For this reason, when the size of the fine hole 44 is larger than 1000 nm, the transmission loss is increased. On the other hand, when the fine hole 44 is smaller than 1 nm, it is not suitable because it is difficult to manufacture in terms of work. The amount of the fine holes 44 is preferably 1 vol% or more and 70 vol% or less when the cross-sectional area of the POF 25 is 1. More preferably, it is 10 vol% or more and 50 vol% or less. At this time, when the amount of the fine holes 44 is larger than 70 vol%, a high NA value can be obtained, but the strength is weakened, so that it is easily deformed. On the other hand, when the amount of the fine holes 44 is less than 1 vol%, the NA value cannot be increased.

アウターコア42は、インナーコア43に比べて、屈折率が低くなっており、インナーコア43は、アウターコア42との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっている。また、クラッド40は、コア41を形成する材料と同一の材料により形成されているが、多数の微細孔44が設けられているので、アウターコア42よりも屈折率が低い。断面円形の径方向においては、屈折率の最大値と最小値との差が、0.001以上0.3以下であることが好ましい。POF25の構造がこのような屈折率を発現する場合には、GI型光伝送体としての機能を発現する。なお、図4(A)においては、アウターコア42とインナーコア43との境界を、説明の便宜上示しているが、製造条件などにより境界の明確さは異なり、必ずしも確認できるものでなくてもよい。   The outer core 42 has a lower refractive index than the inner core 43, and the inner core 43 has a higher refractive index continuously from the boundary with the outer core 42 toward the center. The clad 40 is made of the same material as that for forming the core 41, but has a lower refractive index than the outer core 42 because a large number of fine holes 44 are provided. In the radial direction of the circular cross section, the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index is preferably 0.001 or more and 0.3 or less. When the structure of the POF 25 expresses such a refractive index, it functions as a GI type optical transmitter. In FIG. 4A, the boundary between the outer core 42 and the inner core 43 is shown for convenience of explanation. However, the clarity of the boundary differs depending on manufacturing conditions and the like, and may not necessarily be confirmed. .

本実施形態のアウターコア42は、屈折率が概ね一定となっている様態を示したが(図5参照)、インナーコア43に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよい。このように屈折率の大きさの変化は、段階的であっても、連続的であってもよく、特に限定はされない。 Although the outer core 42 of this embodiment showed the aspect in which the refractive index was substantially constant (refer FIG. 5), the refractive index may become large, so that the inner core 43 is approached. As described above, the change in the refractive index may be stepwise or continuous, and is not particularly limited.

また、本発明におけるPOF25は、クラッド40よりもコア41の屈折率が高くなる構造を有するものであれば、特に限定はされない。本実施形態においては、屈折率がコアの中心に向かうにしたがい、連続的に高くなるGI型POFを示したが、クラッド40とコア41とが段階的に屈折率が変化するステップインデックス型(Step Index:SI型)でもよい。図6(A)にSI型POF125の横断面図を示す。GI型POF25が、クラッド40と、アウターコア42およびインナーコア43からなる2層のコア41から構成される複層構造であるのに対して、SI型POF125は、クラッド140とコア141がそれぞれ1層からなる2層構造を有する。図6(B)に、SI型POF125の屈折率分布に関する概略図を示す。図6(B)において、横軸の符号(A)で示される範囲は、クラッド140の屈折率であり、符号(B)で示される範囲は、コア141の屈折率である。なお、SI型POF125の作製方法においては、上述の(GI型)POF25の作製方法に等しいので、説明は省略する。 The POF 25 in the present invention is not particularly limited as long as it has a structure in which the refractive index of the core 41 is higher than that of the clad 40. In the present embodiment, the GI POF is shown in which the refractive index increases continuously as it goes toward the center of the core. However, the step index type (Step Step type) in which the refractive index of the clad 40 and the core 41 changes stepwise. Index: SI type). FIG. 6A shows a cross-sectional view of the SI type POF 125. The GI POF 25 has a multi-layer structure composed of a clad 40 and a two-layer core 41 composed of an outer core 42 and an inner core 43, whereas an SI type POF 125 has a clad 140 and a core 141 each having 1 layer. It has a two-layer structure consisting of layers. FIG. 6B shows a schematic diagram regarding the refractive index distribution of the SI type POF 125. In FIG. 6B, the range indicated by the symbol (A) on the horizontal axis is the refractive index of the cladding 140, and the range indicated by the symbol (B) is the refractive index of the core 141. The method for manufacturing the SI-type POF 125 is the same as the method for manufacturing the (GI-type) POF 25 described above, and a description thereof will be omitted.

本発明においては、クラッド40を構成する材料は特に限定はされないが、コア41を構成する材料と同一の材料を含んでいることが好ましい。すなわち、クラッド40となる外管12を構成する材料が、コア41となるコア材30を構成する材料と同一の材料を含んでいる。コア材30を構成する材料としては、後述のような素材が挙げられ、このように、コア材30と同一の材料を用いて形成させた外管12を有するプリフォーム21を加熱延伸した場合には、親和性および光学的、機械的特性に優れたPOF25を作製することができる。ただし、外管12およびとコア材30は、同一の材料を用いて形成されることがもっとも好ましいが、類似した材料を用いて形成させても、比較的親和性に優れたPOF25を作製することができるので好ましい。外管12およびコア材30に用いる材料の詳細に関しては、後ほど説明する。 In the present invention, the material constituting the clad 40 is not particularly limited, but preferably includes the same material as that constituting the core 41. That is, the material constituting the outer tube 12 that becomes the clad 40 includes the same material as the material that constitutes the core material 30 that becomes the core 41. Examples of the material constituting the core material 30 include the following materials, and in this way, when the preform 21 having the outer tube 12 formed using the same material as the core material 30 is heated and stretched. Can produce POF25 excellent in affinity and optical and mechanical properties. However, the outer tube 12 and the core material 30 are most preferably formed using the same material, but a POF 25 having relatively high affinity can be produced even if formed using a similar material. Is preferable. Details of materials used for the outer tube 12 and the core material 30 will be described later.

外管12およびコア材30の材料は、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましく、互いに密着性に優れるポリマーとし、これらがタフネスなどに示される機械的特性に優れ、耐湿熱性にも優れていることがより好ましい。また、外管12および(または)コア材30がフッ素系樹脂からなることが好ましい。外管12およびコア材30に用いられるポリマーに関しての詳細は、後で説明する。   The material of the outer tube 12 and the core material 30 is preferably an amorphous polymer so as not to cause light scattering, and is made of a polymer having excellent adhesion to each other, which has excellent mechanical properties such as toughness. More preferably, the heat and moisture resistance is also excellent. Moreover, it is preferable that the outer tube 12 and / or the core material 30 are made of a fluororesin. Details regarding the polymer used for the outer tube 12 and the core material 30 will be described later.

コア材30を構成する材料の例としては、(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)、主鎖環状含フッ素ポリマー形成モノマー類(e)、テフロン(登録商標)アモルファスフルオロポリマー(テフロン(登録商標)AF)、AVA樹脂、ノルボルネン系樹脂(例えば、ZEONEX(登録商標:日本ゼオン(株)製))、ファンクショナルノルボルネン系樹脂(例えば、ARTON(登録商標:JSR製)など)ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールAなどを重合性化合物として用いて重合させたものとすることができる。そして、クラッド形成ポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)も好ましい。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち2種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。混合物を用いる場合においては、上記沸点Tbは、混合物を構成する複数の原料化合物の沸点の中で最も低い温度、もしくは共沸混合物を成すことにより沸点が下がるときには沸点下降後の温度として定義される。また、混合物を原料として得られた共重合体およびブレンドポリマーの場合には、各共重合体またはブレンドポリマーのガラス転移点を上記Tgとして定義する。そして、これらのうち、(メタ)アクリル酸エステル類または含フッ素ポリマーを成分として含むものが光伝送体を構成する上でより好ましい。次に、上記の例について、より詳細に示す。   Examples of materials constituting the core material 30 include (meth) acrylic acid esters (fluorine-free (meth) acrylic acid ester (a), fluorine-containing (meth) acrylic acid ester (b)), styrenic compounds ( c), vinyl esters (d), main chain cyclic fluorinated polymer forming monomers (e), Teflon (registered trademark) amorphous fluoropolymer (Teflon (registered trademark) AF), AVA resin, norbornene-based resin (for example, ZEONEX) (Registered trademark: manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)), functional norbornene resin (for example, ARTON (registered trademark: manufactured by JSR), etc.) Polymerized by using bisphenol A, which is a raw material for polycarbonates, as a polymerizable compound Can be. As the clad forming polymer, polyvinylidene fluoride (PVDF) is also preferable. Examples include homopolymers obtained by polymerizing each of these as raw materials, copolymers obtained by combining two or more of these, and mixtures of various combinations of the above homopolymers and copolymers. it can. In the case of using a mixture, the boiling point Tb is defined as the lowest temperature among the boiling points of a plurality of raw material compounds constituting the mixture, or the temperature after the boiling point is lowered when the boiling point is lowered by forming an azeotropic mixture. . In the case of a copolymer and a blend polymer obtained using a mixture as a raw material, the glass transition point of each copolymer or blend polymer is defined as Tg. And among these, what contains (meth) acrylic acid esters or a fluorine-containing polymer as a component is more preferable when comprising an optical transmission body. Next, the above example will be described in more detail.

上記の(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、ノルボニルメタクリレートなどが挙げられ、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などが挙げられる。   As the above (a) fluorine-free methacrylic acid ester and fluorine-free acrylic acid ester, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, methacrylic acid Examples thereof include cyclohexyl, diphenylmethyl methacrylate, tricyclo [5 · 2 · 1 · 02,6] decanyl methacrylate, adamantyl methacrylate, isobornyl methacrylate, norbornyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, acrylic acid- Examples include tert-butyl and phenyl acrylate.

(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などが挙げられる。 (B) As fluorine-containing acrylic ester and fluorine-containing methacrylate ester, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,3,3,3 -Pentafluoropropyl methacrylate, 1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, 2,2,3, Examples include 3,4,4-hexafluorobutyl methacrylate.

(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、(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、(e)主鎖環状含フッ素ポリマー形成モノマー類としては、モノマーとして環状構造を有するまたもしくは環化重合することによって非晶質の主鎖に環状構造を有する含フッ素重合体を形成するポリマーを形成するものであり、サイトップ(登録商標)として知られるポリパーフルオロブタニルビニルエーテルや特開平8−334634などに例示される主鎖に脂肪環もしくは複素環を有するようなポリマーを形ー成するモノマー、および特願2004-186199号に例示されるものなどが挙げられる。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性化合物の単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が、光伝送体に成形されたときに所定の屈折率分布を成形体の中で有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。 (C) Styrene compounds include styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene, etc. (d) vinyl esters include vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl phenyl acetate, vinyl chloroacetate, etc. (E) As main chain cyclic fluorinated polymer forming monomers, a polymer having a cyclic structure as a monomer or forming a fluorinated polymer having a cyclic structure in an amorphous main chain by cyclopolymerization is formed. Monomers forming a polymer having an alicyclic ring or a heterocyclic ring in the main chain exemplified in JP-A-8-334634 and polyperfluorobutanyl vinyl ether known as CYTOP (registered trademark) And Japanese Patent Application No. 2004-186199 And the like. Of course, the present invention is not limited to these, and the refractive index of a polymer composed of a polymerizable compound alone or a copolymer may have a predetermined refractive index distribution in the molded body when molded into an optical transmission body. In addition, it is preferable to determine the type and composition ratio.

また、外管12を構成する材料としては、上記の各種化合物の他に以下のものが挙げられる。例えば、メチルメタクリレート(MMA)とトリフルオロエチルメタクリレート(FMA)やヘキサフルオロイソプロピルメタクリレートなどのフッ化(メタ)アクリレートとの共重合体がある。また、MMAと,tert−ブチルメタクリレートなどの分岐を有する(メタ)アクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレート、トリシクロデカニルメタクリレートなどの脂環式(メタ)アクリレートなどとの共重合体がある。さらには、ポリカーボネート(PC)、ノルボルネン系樹脂(例えば、ZEONEX(登録商標:日本ゼオン(株)製))、ファンクショナルノルボルネン系樹脂(例えば、ARTON(登録商標:JSR製)など)、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)など)を用いることもできる。また、フッ素樹脂の共重合体(例えば、PVDF系共重合体)や、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(PFA)ランダム共重合体、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)共重合体などを用いることもできる。   Moreover, as a material which comprises the outer tube | pipe 12, the following are mentioned other than said various compounds. For example, there is a copolymer of methyl methacrylate (MMA) and a fluorinated (meth) acrylate such as trifluoroethyl methacrylate (FMA) or hexafluoroisopropyl methacrylate. In addition, a copolymer of MMA and an alicyclic (meth) acrylate such as (meth) acrylate having a branch such as tert-butyl methacrylate, isobornyl methacrylate, norbornyl methacrylate, tricyclodecanyl methacrylate, etc. is there. Furthermore, polycarbonate (PC), norbornene resin (for example, ZEONEX (registered trademark: manufactured by ZEON CORPORATION)), functional norbornene resin (for example, ARTON (registered trademark: manufactured by JSR)), fluorine resin ( For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), or the like) can be used. In addition, a fluororesin copolymer (for example, PVDF copolymer), tetrafluoroethylene perfluoro (alkyl vinyl ether (PFA) random copolymer, chlorotrifluoroethylene (CTFE) copolymer, or the like may be used. it can.

なお、これらのポリマーが水素原子(H)を含んでいる場合には、その水素原子が重水素原子(D)に置換されていることが好ましく、これにより伝送損失の低減、特に近赤外領域の波長における伝送損失の低減を図ることができる。   In addition, when these polymers contain a hydrogen atom (H), it is preferable that the hydrogen atom is substituted with a deuterium atom (D), thereby reducing transmission loss, particularly in the near infrared region. It is possible to reduce the transmission loss at the wavelength.

さらに、POF25を近赤外光用途に用いるためには、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号公報や特開2003−192708号公報などに記載されているような、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ポリマーを用いることで、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。このようなポリマーとしては、例えば、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)などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、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除去されることが望ましい。   Furthermore, in order to use POF25 for near-infrared light, absorption loss due to the C—H bond constituting the polymer occurs, which is described in Japanese Patent No. 3332922 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-192708. By using a polymer in which C—H bond hydrogen atoms are replaced with deuterium atoms or fluorine, the wavelength range causing this transmission loss can be lengthened, and the loss of transmission signal light can be reduced. can do. Examples of such polymers include deuterated polymethyl methacrylate (PMMA-d8), polytrifluoroethyl methacrylate (P3FMA), polyhexafluoroisopropyl 2-fluoroacrylate (HFIP 2-FA), and the like. it can. In addition, in order not to impair the transparency after polymerization of the compound as a raw material, it is desirable that impurities and foreign substances serving as scattering sources are sufficiently removed before polymerization.

本発明においては、重合性化合物を重合させてポリマーとする際において、重合開始剤を使用する。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。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、これらに限定されるものではなく、また、2種類以上を併用してもよい。   In the present invention, a polymerization initiator is used when a polymerizable compound is polymerized to obtain a polymer. As the polymerization initiator, for example, there are various types that generate radicals. For example, benzoyl peroxide (BPO), tert-butylperoxy-2-ethylhexanate (PBO), di-tert-butyl peroxide (PBD), tert-butylperoxyisopropyl carbonate (PBI) ) And peroxide compounds such as n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate (PHV). 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylpropane), 2,2′-azobis (2-methylbutane), 2,2′-azobis (2-methylpentane), 2,2′-azobis (2,3-dimethylbutane), 2,2 '-Azobis (2-methylhexane), 2,2'-azobis (2,4-dimethylpentane), 2,2'-azobis (2,3,3-trimethylbutane), 2,2'-azobis (2 , 4,4-trimethylpentane), 3,3′-azobis (3-methylpentane), 3,3′-azobis (3-methylhexane), 3,3′-azobis (3,4-dimethylpentane), 3,3'-azobis 3-ethylpentane), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), diethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), di-tert-butyl-2,2 ′ -Azo compounds such as azobis (2-methylpropionate). In addition, a polymerization initiator is not limited to these, Moreover, you may use 2 or more types together.

ポリマーとしたときの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、連鎖移動剤を使うことができる。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。   In order to keep various physical property values such as mechanical properties and thermophysical properties uniform when used as a polymer, it is preferable to adjust the degree of polymerization. A chain transfer agent can be used to adjust the degree of polymerization. About a chain transfer agent, according to the kind of polymerizable monomer used together, a kind and addition amount can be selected suitably. The chain transfer constant of the chain transfer agent for each monomer can be referred to, for example, Polymer Handbook 3rd edition (edited by J. BRANDRUP and EH IMMERGUT, published by JOHN WILEY & SON). The chain transfer constant can also be obtained by experiment with reference to Takayuki Otsu and Masaaki Kinoshita "Experimental Method for Polymer Synthesis", Kagaku Dojin, published in 1972.

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など)、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−トルエンチオールなど)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。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。   Examples of the chain transfer agent include alkyl mercaptans (for example, n-butyl mercaptan, n-pentyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan), thiophenols (thiophenol, m-bromothio). Phenol, p-bromothiophenol, m-toluenethiol, p-toluenethiol, etc.) are preferably used. In particular, it is preferable to use an alkyl mercaptan such as n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, and tert-dodecyl mercaptan. A chain transfer agent in which a hydrogen atom of a C—H bond is substituted with a deuterium atom or a fluorine atom can also be used. Of course, the chain transfer agent is not limited to these, and two or more of these chain transfer agents may be used in combination.

前述した重合開始剤や連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量については、用いるコア用ポリマーである重合性化合物の種類などに応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、コア材30の重合性化合物に対して、0.005〜0.050質量%となるように添加しているが、この添加率を0.010〜0.020質量%とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、コア材30の重合性化合物に対して、0.10〜0.40質量%となるように添加しているが、この添加率を0.15〜0.30質量%とすることがより好ましい。   About each addition amount of the polymerization initiator mentioned above, a chain transfer agent, and a refractive index regulator, a preferable range can be suitably determined according to the kind etc. of the polymeric compound which is a polymer for cores to be used. In this embodiment, although the polymerization initiator is added so that it may become 0.005-0.050 mass% with respect to the polymeric compound of the core material 30, this addition rate is 0.010-0. More preferably, the content is 0.020% by mass. Moreover, although the said chain transfer agent is added so that it may become 0.10-0.40 mass% with respect to the polymeric compound of the core material 30, this addition rate is 0.15-0.30 mass. % Is more preferable.

その他、外管12とコア材30、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、コア材30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増幅器として用いることができる。これらの添加剤も、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、重合することによって、外管12やコア材30、もしくはそれらの一部に含有させることができる。   In addition, other additives can be added to the outer tube 12 and the core material 30 or a part thereof within a range that does not deteriorate the optical transmission performance. For example, a stabilizer can be added to the core material 30 or a part thereof for the purpose of improving weather resistance, durability and the like. Further, for the purpose of improving optical transmission performance, a stimulated emission functional compound for optical signal amplification can be added. By adding the compound, the attenuated signal light can be amplified by the excitation light, and the transmission distance can be improved. For example, it can be used as a fiber amplifier in a part of the optical transmission link. These additives can also be contained in the outer tube 12, the core material 30, or a part of them by adding to the various polymerizable compounds as the raw material and then polymerizing.

アウターコア42を形成するアウターコア材31とインナーコア43を形成するインナーコア材32とにおいては、各ポリマーのうち少なくともいずれか一方には、屈折率調整剤(以下、ドーパントと称する)を各所定量混合する。このドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。インナーコア材32のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、インナーコア材32の主成分となるポリマーに対して0.01重量%以上25重量%以下とすることが好ましく、1重量%以上20重量%以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。   In the outer core material 31 that forms the outer core 42 and the inner core material 32 that forms the inner core 43, a predetermined amount of a refractive index adjusting agent (hereinafter referred to as a dopant) is added to at least one of the polymers. Mix. As this dopant, a non-polymerizable compound is preferable. When the dopant is added only to the inner core material 32, the addition ratio is preferably 0.01% by weight or more and 25% by weight or less with respect to the polymer as the main component of the inner core material 32. % To 20% by weight or less is more preferable. This makes it easier to control the refractive index distribution coefficient in the radial direction of the circular cross section within the preferred range as described above.

本実施形態においては、ドーパントとしては高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与せず、溶融状態のポリマー中で所定の拡散速度を有する低分子化合物を用い、これを添加することによりコア41の径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、モノマーに限定されず、オリゴマー(ダイマー、トリマーなどを含む)であってもよい。したがって、モノマーの状態ではインナーコア材用モノマーやインナーコア材32との重合反応性を有していても、これがオリゴマーとなったときにはこれらと重合しないものであればこのようなオリゴマーをドーパントとすることができる。   In this embodiment, a low molecular compound having a high refractive index, a large molecular volume, not participating in polymerization, and having a predetermined diffusion rate in a molten polymer is used as a dopant. The refractive index in the radial direction is changed. The dopant is not limited to a monomer, and may be an oligomer (including a dimer and a trimer). Therefore, in the monomer state, even if it has polymerization reactivity with the monomer for the inner core material or the inner core material 32, when it becomes an oligomer, such an oligomer is used as a dopant. be able to.

ドーパントの具体的な例としては、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)などが挙げられ、中でも、BEN、DPS、TPP、DPSOが好ましい。コア材30におけるドーパントの濃度および分布を調整することで、POF25の屈折率を所望の値に変化させることができる。   Specific examples of the dopant include benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), benzyl-n-butyl phthalate (BBP), diphenyl phthalate (DPP), diphenyl ( DP), diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), diphenyl sulfoxide (DPSO) and the like. Among these, BEN, DPS, TPP, and DPSO are preferable. By adjusting the concentration and distribution of the dopant in the core material 30, the refractive index of the POF 25 can be changed to a desired value.

本実施形態においては、断面円形の径の外側から中心に向けて屈折率が連続的に高くなるように(図5参照)、インナーコア材32の生成方法としては、後述のような回転ゲル重合法を適用している。また、インナーコア材用モノマーは、MMAまたは全重水素化メチルメタクリレート(MMA−d8)であり、重合後のアウターコア材31とインナーコア材32とは、主成分がPMMAまたは全重水素化ポリメチルメタクリレート(PMMA−d8)である。なお、図2では両者の境界は、説明の便宜上示されてはいるが、上述したように、この境界線が明確でない場合がある。例えば、プリフォーム21において、回転ゲル重合反応などが生起進行する場合、明確でないか、または界面が消失する場合がある。
In the present embodiment, the inner core material 32 is produced by a rotating gel weight as will be described later so that the refractive index continuously increases from the outside of the circular cross section toward the center (see FIG. 5). Applying law. The monomer for the inner core material is MMA or all-deuterated methyl methacrylate (MMA-d8), and the outer core material 31 and the inner core material 32 after polymerization are composed mainly of PMMA or all-deuterated polymer. Methyl methacrylate (PMMA-d8). In FIG. 2, the boundary between the two is shown for convenience of explanation, but as described above, the boundary may not be clear. For example, in the preform 21, when a rotating gel polymerization reaction or the like occurs, it may not be clear or the interface may disappear.

プリフォーム21の製造方法について、図7〜図10を参照しながら詳細に説明する。図7は、重合容器の断面図であり、図8は、回転重合装置の概略斜視図であり、図9は、重合装置による重合反応についての説明図であり、図10は、インナーコア材32開始時における重合容器の断面図である。ただし、本発明は、ここに示す形態に限定されるものではない。   A method for manufacturing the preform 21 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view of the polymerization vessel, FIG. 8 is a schematic perspective view of a rotary polymerization apparatus, FIG. 9 is an explanatory view of a polymerization reaction by the polymerization apparatus, and FIG. It is sectional drawing of the superposition | polymerization container at the time of a start. However, the present invention is not limited to the embodiment shown here.

図7に示すように、重合容器50は、円管状の容器本体50aと、この容器本体50aの両端をそれぞれ塞ぐ蓋50bとを有する。その材質は、耐熱性などを考慮して選定されればよく、特に限定はされないが、本実施形態においてはSUS製を用いている。重合容器50は、その内径が外管12の外径よりもわずかに大きいものであり、後に述べるような重合容器50の回転に同機して外管12が回転することができるようになっている。   As shown in FIG. 7, the polymerization container 50 includes a tubular container body 50a and lids 50b that close both ends of the container body 50a. The material may be selected in consideration of heat resistance and the like, and is not particularly limited. In this embodiment, SUS is used. The inner diameter of the polymerization vessel 50 is slightly larger than the outer diameter of the outer tube 12, and the outer tube 12 can be rotated together with the rotation of the polymerization vessel 50 described later. .

まず、所定の材料からなる栓51で、外管12の片端部を塞ぐ。アウターコア材生成時において、外管12は、図7に示されるような重合容器50の中に収容される。また、この栓51はコア材30を形成する重合性化合物に溶解しない素材からなり、可塑剤などを溶出させるような化合物も含まないものとする。このような素材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が挙げられる。片端部を栓51で塞いだあとに、アウターコア材用モノマーをはじめとするアウターコア材用原料を外管12の中に注入する。そして、他方の端部も栓51で塞いだ後、回転させながらアウターコア材用モノマーを重合させてアウターコア材31(図2参照)を生成させる。なお、外管12が重合容器50の回転に上記のように応じることができるように、重合容器50の内側などに外管12を支持する支持部材などを設けてもよい。 First, one end of the outer tube 12 is closed with a plug 51 made of a predetermined material. When generating the outer core material, the outer tube 12 is accommodated in a polymerization vessel 50 as shown in FIG. The plug 51 is made of a material that does not dissolve in the polymerizable compound forming the core material 30, and does not include a compound that elutes a plasticizer or the like. An example of such a material is polytetrafluoroethylene (PTFE). After one end is closed with the stopper 51, the outer core material raw material including the outer core material monomer is injected into the outer tube 12. Then, after the other end is also closed with the stopper 51, the outer core material monomer is polymerized while being rotated to generate the outer core material 31 (see FIG. 2). A support member that supports the outer tube 12 may be provided inside the polymerization vessel 50 so that the outer tube 12 can respond to the rotation of the polymerization vessel 50 as described above.

アウターコア材生成工程15(図1参照)は、上記のような重合容器50が、図8に示すような回転重合装置52にセットされて実施される。回転重合装置52は、装置本体53の中に複数の支持回転部材54と、装置本体53の外側に駆動部55と、装置本体53内の温度を検知してその検知結果に応じて内部温度を制御するための温度コントローラ56とを有している。   The outer core material generation step 15 (see FIG. 1) is performed by setting the polymerization container 50 as described above in a rotary polymerization apparatus 52 as shown in FIG. The rotation polymerization device 52 detects a temperature inside the device main body 53, a plurality of support rotating members 54 inside the device main body 53, a drive unit 55 outside the device main body 53, and the internal temperature according to the detection result. And a temperature controller 56 for controlling.

支持回転部材54は、円柱形状であり、2本の周面で少なくともひとつの重合容器50を支持することができるように、長手方向が互いにおおむね平行かつ略水平となっている。各支持回転部材54は、その一端が装置本体53の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部55によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。駆動部55にはコントローラ(図示しない)が備えられており、このコントローラにより駆動部55の駆動が制御される。そして、所定の重合反応時においては、図9に示すように、隣り合う支持回転部材54の周面により形成される谷部に重合容器50は載せられて、支持回転部材54の回転に応じて回転する。図9においては、支持回転部材54の回転軸を符号54aで示している。本実施形態においては、図9に示すように、重合容器50の回転はサーフェスドライブ式としているが、この回転方式については限定されるものではない。   The support rotation member 54 has a cylindrical shape, and the longitudinal directions thereof are generally parallel to each other and substantially horizontal so that at least one polymerization vessel 50 can be supported by two peripheral surfaces. One end of each support rotation member 54 is rotatably attached to the side surface of the apparatus main body 53 and is driven to rotate by the drive unit 55 under independent conditions. The drive unit 55 is provided with a controller (not shown), and the drive of the drive unit 55 is controlled by this controller. Then, at the time of a predetermined polymerization reaction, as shown in FIG. 9, the polymerization container 50 is placed on the valley formed by the peripheral surface of the adjacent support rotation member 54, and according to the rotation of the support rotation member 54. Rotate. In FIG. 9, the rotation axis of the support rotation member 54 is denoted by reference numeral 54a. In this embodiment, as shown in FIG. 9, the rotation of the polymerization vessel 50 is a surface drive type, but this rotation method is not limited.

なお、本実施形態では、図9に示すように、重合容器50の両端の蓋50bには磁石50cがそれぞれ備えられているとともに、隣り合う2本の回転部材54により形成される間の下方にも磁石57が備えられている。これにより、回転時において重合容器50が支持回転部材54から浮くことを防止している。重合容器50の支持回転部材54からの浮きを防止する方法としては磁石を用いる上記方法のほかに、支持回転部材54と同様な回転手段を、セットされた重合容器50の上部に接するようにさらに設けて、同様に回転させ、これにより重合容器50の浮きを防止することもある。さらには、例えば重合容器50に上方に押さえ手段などを設けて、重合容器50に所定の荷重をかける方法などもあるが、本発明は浮き防止方法に依存するものではない。   In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the lids 50 b at both ends of the polymerization vessel 50 are provided with magnets 50 c, respectively, and below the space formed by the two adjacent rotating members 54. The magnet 57 is also provided. This prevents the polymerization vessel 50 from floating from the support rotation member 54 during rotation. As a method for preventing the polymerization container 50 from floating from the support rotation member 54, in addition to the above method using a magnet, a rotation means similar to the support rotation member 54 is further provided so as to contact the upper part of the set polymerization container 50. It may be provided and rotated in the same manner, thereby preventing the polymerization vessel 50 from floating. Further, for example, there is a method of applying a predetermined load to the polymerization vessel 50 by providing a pressing means or the like on the polymerization vessel 50, but the present invention does not depend on the floating prevention method.

続いて、アウターコア材31の生成方法について説明する。アウターコア材31は、外管12とインナーコア材32との間に存在し、インナーコア材用モノマーの重合反応にも関与する。ただし、アウターコア材31は、インナーコア材32の生成条件によっては不要である場合もあるし、また、前述のようにインナーコア材32の生成過程においてインナーコア材32と一体化して消失する場合もある。用いるモノマーなどのアウターコア部用原料は、ろ過や蒸留などにより、重合禁止剤や水分、不純物などを、あらかじめ十分除去してから用いることが好ましい。さらにモノマーや重合開始剤を混合した後で、この混合物を超音波処理により溶存気体や揮発成分を除去することが好ましい。なお、第1注入工程13(図1参照)の前後では、必要に応じて、公知の減圧装置により、外管12や注入物を減圧処理してもよい。   Then, the production | generation method of the outer core material 31 is demonstrated. The outer core material 31 exists between the outer tube 12 and the inner core material 32 and is also involved in the polymerization reaction of the inner core material monomer. However, the outer core material 31 may not be necessary depending on the generation conditions of the inner core material 32, and when the inner core material 32 is integrated with the inner core material 32 and disappears as described above. There is also. It is preferable to use the raw material for the outer core part such as the monomer to be used after sufficiently removing the polymerization inhibitor, moisture, impurities and the like by filtration or distillation. Furthermore, after mixing a monomer and a polymerization initiator, it is preferable to remove dissolved gas and volatile components from the mixture by ultrasonic treatment. In addition, before and after the first injection step 13 (see FIG. 1), the outer tube 12 and the injection may be reduced by a known pressure reduction device, if necessary.

その後、外管12を装填した重合容器50を、その長手方向を略水平状態にして回転(水平回転)させながら重合を生起進行させるとアウターコア材31が生成する。このように、アウターコア材31は、外管12の円管軸を回転中心にしながら重合する回転重合により生成される。なお、回転重合の前には、外管12を立てた状態で予備重合をしてもよく、この予備重合の際には必要に応じて所定の回転機構により、外管12の円管軸を回転中心として回転させる。このような回転重合においては、外管12の長手方向を、おおむね水平に保ちながら回転させるために、外管12の内面全体にアウターコア材31が生成しやすくなる。本発明では、アウターコア材31の重合時においては、外管12の長手方向を水平とすることが、外管12の内面全体にアウターコア材31を形成する上で最も好ましいが、略水平であれば好適であり、回転軸の許容される角度は水平に対して、おおむね5°以内である。   Thereafter, when the polymerization vessel 50 loaded with the outer tube 12 is rotated (horizontal rotation) with the longitudinal direction thereof being set in a substantially horizontal state, the outer core material 31 is generated. Thus, the outer core material 31 is produced by rotational polymerization in which polymerization is performed with the circular tube axis of the outer tube 12 as the rotational center. Prior to the rotation polymerization, pre-polymerization may be performed with the outer tube 12 in an upright state. At the time of this pre-polymerization, the circular shaft of the outer tube 12 is rotated by a predetermined rotation mechanism as necessary. Rotate as the center of rotation. In such rotational polymerization, the outer core material 31 is easily formed on the entire inner surface of the outer tube 12 because the outer tube 12 is rotated while keeping the longitudinal direction thereof generally horizontal. In the present invention, at the time of polymerization of the outer core material 31, it is most preferable to make the longitudinal direction of the outer tube 12 horizontal in order to form the outer core material 31 on the entire inner surface of the outer tube 12, but substantially horizontally. If it is preferable, the allowable angle of the rotating shaft is generally within 5 ° with respect to the horizontal.

以上のようにしてアウターコア材31が形成された外管12を、回転重合装置52から取り出した後、本実施形態では、所定温度に設定された恒温槽などの加熱手段により所定時間の加熱処理をしている。   After the outer tube 12 on which the outer core material 31 has been formed as described above is taken out from the rotary polymerization apparatus 52, in this embodiment, a heating process for a predetermined time is performed by a heating means such as a thermostat set to a predetermined temperature. I am doing.

次に、インナーコア材32を生成させる。図10は、インナーコア材32生成開始時における重合容器50の断面図である。この重合容器50は、アウターコア材31生成時に用いたものと同様であるため、同一の符号を用いる。インナーコア材用モノマーをはじめとするインナーコア材用原料58をアウターコア材31の中空部に注入する。その後、注入口を栓51で塞ぎ、アウターコア材31が形成された外管12の長手方向を略水平状態とし、外管12の断面円形の中心が回転軸となるように回転させながら反応を開始し重合を進めるとインナーコア材32が生成する。   Next, the inner core material 32 is generated. FIG. 10 is a cross-sectional view of the polymerization vessel 50 at the start of the production of the inner core material 32. Since this polymerization container 50 is the same as that used when the outer core material 31 is produced, the same reference numerals are used. The inner core material 58 including the inner core material monomer is injected into the hollow portion of the outer core material 31. Thereafter, the inlet is closed with a stopper 51, the longitudinal direction of the outer tube 12 on which the outer core material 31 is formed is set to a substantially horizontal state, and the reaction is carried out while rotating so that the center of the cross-sectional circle of the outer tube 12 is the rotation axis. When the polymerization is started and the polymerization proceeds, the inner core material 32 is generated.

インナーコア材用モノマーの重合は、アウターコア材生成工程15で用いた回転重合装置52(図8参照)を用い、アウターコア材31生成時と同様に、外管12の長手方向が略水平で回転する状態となるように重合容器50を回転させて実施する。   For the polymerization of the inner core material monomer, the longitudinal direction of the outer tube 12 is substantially horizontal as in the case of the outer core material 31 generation, using the rotary polymerization device 52 (see FIG. 8) used in the outer core material generation step 15. The polymerization vessel 50 is rotated so as to be rotated.

インナーコア材用モノマーが重合を開始すると、アウターコア材31の内壁がインナーコア材用モノマーにより膨潤し、重合初期段階では膨潤層を形成する。この膨潤層は、ゲル状態となっており、そのため、重合速度が加速(ゲル効果と称する)する。このような現象から、本明細書中では、あらかじめ作製された管状部材を回転させながら、この管状部材と注入された重合性化合物との反応により膨潤層を形成して、この重合性化合物を重合する反応を回転ゲル重合法と称する。この重合反応は、本実施形態のように、管状部材の長手方向が水平とされることがより好ましい。そして、重合は、アウターコア材31の内面から開始し、外管12の断面円形の中心に向かって進行する。このとき、膨潤層の内部へは、分子体積の小さい化合物ほど優先的に入り込むため、重合の進行と共に、共存する他の化合物と比べて分子体積の大きなドーパントが膨潤層から前記中心方向へと押し出される。この結果、形成されたインナーコア材32の中心部は、高屈折率のドーパントの濃度が高くなり、断面円形の径方向における中心に向かって屈折率が徐々に高くなったプリフォーム21を得ることができる。   When the inner core material monomer starts to be polymerized, the inner wall of the outer core material 31 is swollen by the inner core material monomer, and a swelling layer is formed in the initial stage of polymerization. This swelling layer is in a gel state, and therefore the polymerization rate is accelerated (referred to as gel effect). From this phenomenon, in this specification, while rotating a tubular member prepared in advance, a swelling layer is formed by a reaction between the tubular member and the injected polymerizable compound, thereby polymerizing the polymerizable compound. This reaction is called a rotational gel polymerization method. In this polymerization reaction, it is more preferable that the longitudinal direction of the tubular member is horizontal as in this embodiment. Then, the polymerization starts from the inner surface of the outer core material 31 and proceeds toward the center of the outer tube 12 having a circular cross section. At this time, since the compound having a smaller molecular volume enters the inside of the swelling layer preferentially, as the polymerization proceeds, a dopant having a larger molecular volume is pushed out from the swelling layer toward the center as compared with other coexisting compounds. It is. As a result, the preform 21 having a high refractive index dopant concentration at the center portion of the formed inner core material 32 and a gradually increasing refractive index toward the center in the radial direction of the circular section is obtained. Can do.

本実施形態においては、アウターコア材31とインナーコア材32とは、膨潤層を形成しながらプリフォーム21が作製されることから、アウターコア材31とインナーコア材32とは明確な境界を有するものではない。また、本発明の回転ゲル重合法においては、ゲル層の形成により上記のようにアウターコア材31が消失する場合の他、アウターコア材31がインナーコア材32の生成前よりも小さな厚みとなる場合もある。   In the present embodiment, the outer core material 31 and the inner core material 32 have a clear boundary between the outer core material 31 and the inner core material 32 because the preform 21 is produced while forming a swelling layer. It is not a thing. Further, in the rotating gel polymerization method of the present invention, the outer core material 31 has a thickness smaller than that before the inner core material 32 is generated, in addition to the case where the outer core material 31 disappears as described above due to the formation of the gel layer. In some cases.

なお、本実施形態においては、回転ゲル重合法を用いてコア材30を形成させた。このとき、重合させる際には、重合容器50を略水平に保持した状態で回転させたが、回転方法に関しては、この形態に限定されない。その他の方法としては、例えば、重合容器50を吊るした状態で回転させながら重合させてもよい。 In the present embodiment, the core material 30 is formed using a rotational gel polymerization method. At this time, when the polymerization is performed, the polymerization container 50 is rotated while being held substantially horizontal, but the rotation method is not limited to this mode. As another method, for example, polymerization may be performed while rotating the polymerization vessel 50 in a suspended state.

上述のような回転ゲル重合法では、用いる重合性化合物の沸点以下の温度を反応温度とすることが好ましい。本実施形態のように、重合性化合物としてMMAまたはMMA−d8を用いる場合には、反応温度は、30〜100℃とすることが好ましく、40〜80℃とすることがより好ましい。反応温度を所定の上限値よりも高い温度とすると、沸騰したり気泡が発生したりするなどの問題がある。一方で、所定の下限値よりも低い場合には、反応に要する時間が長くなるので、重合における体積収縮に対して重合物の生成状態の応答性が悪くなり、空気が重合物内部に抱き込まれたりするなどの問題が生じる場合がある。このことは、延伸した後のPOF25に気泡が生じる原因ともなるときがある。   In the rotating gel polymerization method as described above, the reaction temperature is preferably a temperature not higher than the boiling point of the polymerizable compound to be used. When MMA or MMA-d8 is used as the polymerizable compound as in this embodiment, the reaction temperature is preferably 30 to 100 ° C, and more preferably 40 to 80 ° C. If the reaction temperature is higher than a predetermined upper limit, there are problems such as boiling and generation of bubbles. On the other hand, if it is lower than the predetermined lower limit value, the time required for the reaction becomes longer, so that the responsiveness of the polymer production state to the volume shrinkage in the polymerization is deteriorated, and air is entrapped inside the polymer. Problems such as being rare may occur. This may sometimes cause bubbles in the POF 25 after stretching.

また、反応時間は、0.5〜20時間とすることが好ましく、1.5〜3時間とすることがより好ましい。20時間よりも長いと生産効率的に問題があり、0.5時間よりも短いと重合度が不均一となったり、気泡が発生したり、重合体が波うちの状態となって不均一な密度になるなどの問題が生じる。   The reaction time is preferably 0.5 to 20 hours, more preferably 1.5 to 3 hours. If it is longer than 20 hours, there is a problem in production efficiency, and if it is shorter than 0.5 hours, the degree of polymerization becomes non-uniform, bubbles are generated, or the polymer is in a wavy state and becomes non-uniform. Problems such as density occur.

回転速度については、500〜4000rpmとすることが好ましく、1500〜3500rpmとすることがより好ましい。4000rpmよりも速くすることは、装置に対する運転負荷が大きくなり、装置運転に要する電気コストが高くなり、また、振動の発生に対する装置設計の改善などを要することもあるので好ましくない。一方、500rpmよりも小さい回転速度とすると、回転軸を中心となるように重合反応を制御することが困難となる場合があり、これは、例えば中空部を形成したい場合にでも良好な中空部を形成できなかったり、あるいは重合体の均一化を損なったりする原因になる。   About a rotational speed, it is preferable to set it as 500-4000 rpm, and it is more preferable to set it as 1500-3500 rpm. A speed higher than 4000 rpm is not preferable because an operation load on the apparatus increases, an electric cost required for the apparatus operation increases, and an improvement in the apparatus design against the occurrence of vibration may be required. On the other hand, if the rotation speed is lower than 500 rpm, it may be difficult to control the polymerization reaction so that the rotation axis is the center. For example, even if it is desired to form a hollow portion, a good hollow portion may be formed. It cannot be formed, or the uniformity of the polymer is impaired.

上記の方法を用いることで、外管12およびコア材30がプラスチックからなり、細孔33を有する外管12と、コア材30がアウターコア材31とインナーコア材32との2重構造である円柱状の光伝送体であるプリフォーム21を作製することができる。また、得られたプリフォーム21を延伸工程22に供することで、微細孔44を有するクラッド40と、インナーコア41とアウターコア42からなるコア41とから構成されるPOF25を得ることができる。   By using the above method, the outer tube 12 and the core material 30 are made of plastic, and the outer tube 12 having the pores 33 and the core material 30 have a double structure of the outer core material 31 and the inner core material 32. A preform 21 that is a cylindrical light transmission body can be produced. Moreover, by using the obtained preform 21 for the stretching step 22, it is possible to obtain a POF 25 including the clad 40 having the fine holes 44 and the core 41 including the inner core 41 and the outer core 42.

プリフォーム21の延伸方法としては、特開平07−234322号公報などに記載される各種延伸方法を適用することができ、これにより、所望の直径、例えば、200μm以上1000μm以下のPOF25が得られる。   As a stretching method of the preform 21, various stretching methods described in JP-A-07-234322 can be applied, whereby a POF 25 having a desired diameter, for example, 200 μm or more and 1000 μm or less is obtained.

本発明によるPOF25は、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、通常、その表面に1層以上の保護層を被覆して用いられる。   POF25 according to the present invention is improved by bending, weather resistance, suppression of performance degradation due to moisture absorption, improvement of tensile strength, imparting stepping resistance, imparting flame resistance, protection from chemical damage, preventing noise from external rays, coloring, etc. For the purpose of improving the commercial value and the like, the surface is usually coated with one or more protective layers.

また、本実施形態においては、POF25の外周を被覆材で被覆したものをプラスチック光ケーブル27とした様態を示したが、POF25をそのまま束ねて被覆したものをプラスチック光ケーブル27として称する場合もある。したがって、被覆の形態としては、被覆材とPOF25との界面が全周にわたって接している状態において被覆されている密着型被覆と、被覆材とPOF25との界面に微細孔を有するルース型被覆とがある。ルース型被覆において、例えば、コネクタとの接続部において保護層を剥離した場合には、その端面の微細孔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、密着型被覆とルース型被覆とを比較した場合には、通常は密着型被覆であることが好ましい。   In the present embodiment, the plastic optical cable 27 is shown in which the outer periphery of the POF 25 is coated with a coating material. However, the plastic optical cable 27 may be referred to as a bundle of POFs 25 that are covered as they are. Therefore, as a form of coating, there are a contact type coating in which the interface between the coating material and the POF 25 is in contact with the entire circumference, and a loose type coating having a fine hole at the interface between the coating material and the POF 25. is there. In loose type coating, for example, when the protective layer is peeled off at the connection portion with the connector, moisture may enter through the fine holes on the end face and diffuse in the longitudinal direction. When compared with the coating, it is usually preferable to use a close-contact coating.

しかし、ルース型被覆の場合には、被覆材とPOF25とが密着していないので、プラスチック光ケーブル27にかかる応力や、熱をはじめとするダメージの多くを保護層で緩和させることができる。そのため、POF25にかかるダメージを軽減させることができることから、用途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、微細孔部に流動性を有するゲル状の半固体や粉粒体を充填させることにより、端面からの水分伝播を防止できる。また、これらの半固体や粉粒体に対して、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付与することにより、より高い性能の被覆を形成することができる。なお、ルース型被覆を作製するには、クロスヘッドダイの押出し口ニップルの位置を調整して、さらに減圧装置を加減することにより微薄な層を作ることができる。
However, in the case of loose type coating, since the coating material and the POF 25 are not in close contact with each other, most of the stress applied to the plastic optical cable 27 and damage such as heat can be alleviated by the protective layer. Therefore, since damage to the POF 25 can be reduced, it can be preferably used depending on the application. As for the propagation of moisture, moisture propagation from the end face can be prevented by filling the fine pores with a gel-like semi-solid or powder having fluidity. Moreover, a coating with higher performance can be formed by imparting functions different from the prevention of moisture propagation, such as heat resistance and improvement of mechanical functions, to these semi-solids and granular materials. In order to produce a loose-type coating, a fine layer can be produced by adjusting the position of the extrusion nipple of the crosshead die and further adjusting the pressure reducing device.

本発明によるPOF25は、必要に応じて上記の保護層を1次保護層とし、外周にさらに2次(または多層)保護層を設けてもよい。前記1次保護層が十分な厚みを有している場合には、前記1次保護層の存在により熱ダメージを低減することができることから、2次保護層の素材における硬化温度の制限は、前記1次保護層を被覆する場合に比べて、緩和することができる。前記2次保護層には被覆用素材において説明したように、難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、滑剤などの添加剤を導入してもよい。   In the POF 25 according to the present invention, if necessary, the protective layer may be a primary protective layer, and a secondary (or multilayer) protective layer may be further provided on the outer periphery. When the primary protective layer has a sufficient thickness, thermal damage can be reduced by the presence of the primary protective layer, so the limitation on the curing temperature in the material of the secondary protective layer is Compared with the case where the primary protective layer is coated, it can be relaxed. As described in the covering material, additives such as a flame retardant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a radical scavenger, and a lubricant may be introduced into the secondary protective layer.

また、プラスチック光ケーブル27に複数の他の機能を付与させるために、適宜機能性層としての被覆層をさらに積層させてもよい。例えば、前述の難燃化層以外に、POF25の吸湿を抑制するためのバリア層や、POF25に含有された水分を除去するための吸湿材料層などがある。このような吸湿材料層の付与方法としては、例えば、吸湿テープや吸湿ジェルを、所定の被覆層内や被覆層間に設ける方法がある。他の機能性層としては、可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層、外部からの応力を緩衝するための緩衝材としての発泡材料層、剛性を向上させるための強化層などがある。プラスチック光ケーブル27の構造材(被覆材)としては、樹脂以外にも、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などの線材を熱可塑性樹脂に含有させたものが例示され、このような材料を用いると、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。   Moreover, in order to give the plastic optical cable 27 a plurality of other functions, a coating layer as a functional layer may be further laminated as appropriate. For example, in addition to the above-mentioned flame retardant layer, there are a barrier layer for suppressing moisture absorption of POF 25, a moisture absorbing material layer for removing moisture contained in POF 25, and the like. As a method for applying such a hygroscopic material layer, for example, there is a method of providing a hygroscopic tape or a hygroscopic gel in a predetermined coating layer or between coating layers. As other functional layers, there are a flexible material layer for relaxing stress at the time of flexibility, a foam material layer as a buffer material for buffering external stress, and a reinforcing layer for improving rigidity. . As a structural material (covering material) of the plastic optical cable 27, a material in which a thermoplastic resin contains a fiber having a high elastic modulus (a so-called tensile fiber) and / or a metal wire having a high rigidity other than a resin is used. The use of such a material is preferable because the mechanical strength of the obtained cable can be reinforced.

前記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、前記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が、これら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、プラスチック光ケーブル27の外周部に組み込むことができる。また、プラスチック光ケーブル27の形状は使用形態によって、光ファイバ心線を同心円上にまとめた集合型のものや、一列に並べたテープ型のもの、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめたものなど用途に応じてその形態が選ばれる。   Examples of the tensile strength fibers include aramid fibers, polyester fibers, and polyamide fibers. Examples of the metal wires include stainless steel wires, zinc alloy wires, and copper wires, but are not limited thereto. In addition, a metal tube exterior for protection, an aerial support line, and a mechanism for improving workability during wiring can be incorporated in the outer peripheral portion of the plastic optical cable 27. The shape of the plastic optical cable 27 is a collective type in which the optical fiber core wires are concentrically arranged, a tape type in which the optical fiber core wires are arranged in a line, or a type in which the optical fiber cable 27 is gathered by a presser winding or a wrap sheath. The form is selected according to the application.

本発明のプリフォーム21から得られたプラスチック光ケーブル27は、従来に比べて、軸ずれに対する許容度が高いために、突き合せにより接合しても用いることができるが、より好ましくは、その端部に接続用光コネクタを備えて、互いの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が可能である。さらには、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などが組み合わされて好適に用いられる。この際には、必要に応じて他の光ファイバ素線などと組み合わせてもよい。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などをはじめとする、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。   Since the plastic optical cable 27 obtained from the preform 21 of the present invention has a higher tolerance for the axial deviation than the conventional one, it can be used even if joined by butt, more preferably, the end portion thereof. It is preferable to provide an optical connector for connection to each other and securely fix the connecting portions. As the connector, various commercially available connectors such as PN type, SMA type, and SMI type that are generally known can be used. Furthermore, various light emitting elements, light receiving elements, optical switches, optical isolators, optical integrated circuits, optical signal processing apparatuses including optical components such as optical transmission / reception modules, and the like are suitably used in combination. In this case, you may combine with another optical fiber strand etc. as needed. Any known technique can be applied as a technique related to them. For example, the basic and actual of plastic optical fiber (published by NTS Corporation), Nikkei Electronics 2001.1.2.3, pp. 110-127 “Printed Wiring You can refer to "This time, optical components are mounted on the board." Combined with various technologies described in the above documents, internal wiring in computers and various digital devices, internal wiring in vehicles and ships, optical terminals and digital devices, optical links between digital devices, general households and housing complexes・ Suitable for optical transmission systems suitable for short distances such as high-speed, large-capacity data communications and control applications that are not affected by electromagnetic waves, including optical LANs in factories, offices, hospitals, schools, etc. Can be used.

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号公報に記載の導波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号など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号などの各公報に記載の光分岐結合装置;特開2000−241655号など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号など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号などに記載の光信号処理装置;特開2001−86537号などに記載の光信号クロスコネクトシステム;特開2002−26815号などに記載の光伝送システム;特開2001−339554号、特開2001−339555号など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用いた、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(導光)、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。   Further, IEICE TRANS. ELECTRON. , VOL. E84-C, No. 3, MARCH 2001, p. 339-344 “High-Uniformity Star Coupler Using Diffused Light Transmission”, Journal of Japan Institute of Electronics Packaging, Vol. 3, No. 6,2000, pages 476 to 480, which are described in “Interconnection by Optical Sheet Bus Technology”, and the arrangement of light emitting elements on the waveguide surface described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-152284; , JP-A-2002-90571, JP-A-2001-290055, and the like; JP-A-2001-74971, JP-A-2000-329962, JP-A-2001-74966, JP-A-2001-74968 , JP 2001-318263, JP 2001-31840, etc .; optical branch couplers described in JP 2000-241655, etc .; optical star couplers described in JP 2000-241655, etc .; Optical signals described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2002-101044 and 2001-305395 Optical signal bus system; optical signal processing apparatus described in JP-A No. 2002-23011; optical signal cross-connect system described in JP-A No. 2001-86537; optical described in JP-A No. 2002-26815 Multi-function system described in each publication such as JP 2001-339554 A and JP 2001-339555 A; various optical waveguides, optical splitters, optical couplers, optical multiplexers, optical demultiplexers, etc. In combination, it is possible to construct a more advanced optical transmission system using multiplexed transmission and reception. In addition to the above light transmission applications, it can also be used in the fields of illumination (light guide), energy transmission, illumination, and sensors.

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

PMMAを用いて、直径D1が0.5mm、深さD2が0.2mmの貫通孔を細孔33として形成させたPMMA管を3重に同心円状に配置した後に、互いに融着させて、内径が20mm、長さが60cmの中空部を有する複層管を外管12として作製した。この中空部に、アウターコア材用モノマーとして、全重水素化ポリメタクリル酸メチル(PMMA−d8、Tg;80℃〜115℃)を204.1gと、重合開始剤として、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート、商品名;V−601、和光純薬(株)製、70℃での半減期時間;5時間)と、連鎖移動剤として、n−ラウリルメルカプタンとの混合物を、所定温度に調整してから、それぞれ注入した。ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)とn−ラウリルメルカプタンとのMMA―d8に対する添加率は、それぞれ0.012モル%と0.2モル%とした。 Using PMMA, PMMA tubes in which through holes having a diameter D1 of 0.5 mm and a depth D2 of 0.2 mm were formed as pores 33 were arranged concentrically in a triple layer, and then fused together to form an inner diameter. A multi-layer tube having a hollow portion of 20 mm in length and 60 cm in length was produced as the outer tube 12. In this hollow part, as a monomer for the outer core material, 204.1 g of fully deuterated polymethyl methacrylate (PMMA-d8, Tg; 80 ° C. to 115 ° C.) and dimethyl 2,2′- A mixture of azobis (2-methylpropionate, trade name: V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., half-life time at 70 ° C .; 5 hours) and n-lauryl mercaptan as a chain transfer agent Each was injected after adjusting to a predetermined temperature. The addition rates of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and n-lauryl mercaptan with respect to MMA-d8 were 0.012 mol% and 0.2 mol%, respectively.

アウターコア材用モノマーを注入した外管12を、重合容器50に収容し、これを長手方向が水平となるように回転重合装置52にセットして、500rpmで回転させながら60℃の雰囲気下で2時間、その後3000rpmとして回転させながら60℃の雰囲気下で16時間、さらに3000rpmで回転させながら90℃の雰囲気下で4時間加熱重合を行い、中空部を有するアウターコア材31を形成させた。   The outer tube 12 into which the outer core material monomer has been injected is accommodated in a polymerization vessel 50, which is set in the rotation polymerization device 52 so that the longitudinal direction is horizontal, and is rotated at 500 rpm in an atmosphere of 60 ° C. The outer core material 31 having a hollow portion was formed by performing heat polymerization for 2 hours, then rotating at 3000 rpm for 16 hours in an atmosphere of 60 ° C., and further rotating at 3000 rpm for 4 hours in an atmosphere of 90 ° C.

アウターコア材31の中空部に、インナーコア材用モノマーを常温常圧下で注入した。インナーコア材用モノマーとしては、水分を400ppm以下に除去したMMA―d8を81.7gと、重合開始剤としてジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート;V−601)と、連鎖移動剤としてn−ラウリルメルカプタンと、ドーパントとしてジフェニルスルフィド(DPS)とを混合させた混合物を用いた。次に、外管12を、長手方向が水平となるように、回転重合装置52にセットして、回転速度を2000rpmとして70℃の雰囲気下で5時間回転させた後、さらに、回転速度を500rpmとして回転させながら90℃の雰囲気下で5時間加熱重合してプリフォーム21を得た。最後に、このプリフォーム21を延伸工程22で延伸させて、外径が316μmのPOF25を製造した。   A monomer for the inner core material was injected into the hollow portion of the outer core material 31 under normal temperature and normal pressure. As the monomer for the inner core material, 81.7 g of MMA-d8 from which moisture was removed to 400 ppm or less, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate; V-601) as a polymerization initiator, chain A mixture obtained by mixing n-lauryl mercaptan as a transfer agent and diphenyl sulfide (DPS) as a dopant was used. Next, after setting the outer tube 12 in the rotation polymerization apparatus 52 so that the longitudinal direction is horizontal, the rotation speed is 2000 rpm, and the rotation is performed in an atmosphere of 70 ° C. for 5 hours. The preform 21 was obtained by heating and polymerizing at 90 ° C. for 5 hours while rotating as follows. Finally, the preform 21 was stretched in the stretching step 22 to produce POF 25 having an outer diameter of 316 μm.

実施例1と同じ製造方法および製造条件を用いて、プリフォーム21およびPOF25を作製した。ただし、プリフォーム21を形成する外管12として、非晶質のフッ素樹脂を用いて作製した管に実施例1と同じ細孔33を設けたものを外管12として作製した。 Preform 21 and POF 25 were manufactured using the same manufacturing method and manufacturing conditions as in Example 1. However, as the outer tube 12 forming the preform 21, a tube prepared using an amorphous fluororesin and provided with the same pores 33 as in Example 1 was manufactured as the outer tube 12.

実施例1と同じ製造方法および製造条件を用いて、プリフォーム21およびPOF25を作製した。ただし、ガラス管内部に、PMMAを用いて作製した外径20mm、長さ60cmのPMMA管を外管12とした。また、実施例3においては、外管12に細孔33を設けなかった。   Preform 21 and POF 25 were manufactured using the same manufacturing method and manufacturing conditions as in Example 1. However, a PMMA tube having an outer diameter of 20 mm and a length of 60 cm manufactured using PMMA was used as the outer tube 12 inside the glass tube. In Example 3, the outer tube 12 was not provided with the pores 33.

PMMAを用いて、直径D1が0.5mm、深さD2が0.2mmの貫通孔を細孔33として形成させたPMMA管を3重に同心円状に配置した後に、互いに融着させて、内径が20mm、長さが60cmの中空部を有する複層管を外管12として作製した。この中空部に、コア材用モノマーとして、メタクリル酸メチル(MMA)を200gと、重合開始剤として、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート、商品名;V−601、和光純薬(株)製、70℃での半減期時間;5時間)と、連鎖移動剤として、n−ラウリルメルカプタンとの混合物を、所定温度に調整してから、それぞれ注入した。ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)とn−ラウリルメルカプタンとのMMAに対する添加率は、それぞれ0.012モル%と0.2モル%とした。コア材用モノマーを注入した外管12を、重合容器50に収容し、これを長手方向が水平となるように回転重合装置52にセットして、500rpmで回転させながら60℃の雰囲気下で2時間、その後3000rpmとして回転させながら60℃の雰囲気下で16時間、さらに3000rpmで回転させながら90℃の雰囲気下で4時間加熱重合を行い、中空部を有するコア材を形成させた。このPFを加熱延伸し、内部にできた中空部を潰し、ファイバ径500μmφのSI型POF125を得た。   Using PMMA, PMMA tubes in which through holes having a diameter D1 of 0.5 mm and a depth D2 of 0.2 mm were formed as pores 33 were arranged concentrically in a triple, and then fused to each other. A multi-layer tube having a hollow portion of 20 mm in length and 60 cm in length was produced as the outer tube 12. In this hollow part, 200 g of methyl methacrylate (MMA) as a monomer for core material and dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate, trade name; V-601, Wako Pure) as a polymerization initiator A mixture of Yakuhin Co., Ltd., half-life time at 70 ° C .; 5 hours) and n-lauryl mercaptan as a chain transfer agent was adjusted to a predetermined temperature and then injected. The addition ratio of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) and n-lauryl mercaptan to MMA was 0.012 mol% and 0.2 mol%, respectively. The outer tube 12 into which the monomer for core material has been injected is accommodated in a polymerization vessel 50, set in the rotation polymerization apparatus 52 so that the longitudinal direction is horizontal, and rotated at 500 rpm under an atmosphere of 60 ° C. Heat polymerization was performed for 16 hours in an atmosphere at 60 ° C. for 16 hours while rotating at 3000 rpm for 4 hours, and then for 4 hours in an atmosphere at 90 ° C. while rotating at 3000 rpm to form a core material having a hollow part. This PF was heated and stretched, and the hollow portion formed inside was crushed to obtain an SI type POF125 having a fiber diameter of 500 μmφ.

〔評価方法〕
各実施例において作製したPOF25の破断面における外管12の屈折率および開口数を測定し、その値を評価した。このとき、開口数(NA値)が0.4よりも大きいPOFを、優性(○)とし、0.3よりも大きいものを標準(△)、0.3未満のものを劣性(×)として評価した。
〔Evaluation methods〕
The refractive index and numerical aperture of the outer tube 12 on the fracture surface of the POF 25 produced in each example were measured, and the values were evaluated. At this time, a POF having a numerical aperture (NA value) larger than 0.4 is defined as dominant (◯), a value larger than 0.3 is standard (Δ), and a value less than 0.3 is inferior (×). evaluated.

各実施例における評価結果および実施条件を表1に示す。   The evaluation results and execution conditions in each example are shown in Table 1.

Figure 2006178102
Figure 2006178102

実施例1では、細孔33を有するPMMA管を3重に配置して形成した複層管を外管12としてプリフォーム21とし、これを加熱延伸させてPOF25を作製した。このとき、POF25のクラッド40の屈折率は、n=1.40であり、NA値は0.51であった。実施例2では、細孔33を有するフッ素樹脂管を外管12として、実施例1と同様にPOF25を作製した。このとき、POF25のクラッド40の屈折率は、n=1.27であり、NA値は0.43であった。実施例3では、細孔33を設けないPMMA管を外管12として、実施例1と同様にしてPOF25を作製した。このとき、POF25のクラッド40の屈折率は、n=1.48であり、NA値が0.17であった。また、実施例1〜3がGI型POFを作製したのに対して、実施例4では、実施例1および2と同じ形状および寸法の細孔33を有するPMMA管を外管12として、その中空部に1層のコア141を形成させたSI型POF125を作製した。このとき、POF125のクラッド140の屈折率は、n=1.42であり、NA値が0.45であった。   In Example 1, the multilayer tube formed by arranging the PMMA tubes having the pores 33 in triplicate was used as the outer tube 12 to form the preform 21, and this was heated and stretched to produce the POF 25. At this time, the refractive index of the cladding 40 of the POF 25 was n = 1.40, and the NA value was 0.51. In Example 2, a POF 25 was produced in the same manner as in Example 1 using the fluororesin pipe having the pores 33 as the outer pipe 12. At this time, the refractive index of the cladding 40 of the POF 25 was n = 1.27, and the NA value was 0.43. In Example 3, POF 25 was produced in the same manner as in Example 1 except that the PMMA tube without the pores 33 was used as the outer tube 12. At this time, the refractive index of the cladding 40 of the POF 25 was n = 1.48, and the NA value was 0.17. Further, while Examples 1 to 3 produced GI-type POF, in Example 4, the PMMA tube having the pores 33 having the same shape and dimensions as those of Examples 1 and 2 was used as the outer tube 12, and the hollow An SI-type POF 125 having a single layer core 141 formed on the part was produced. At this time, the refractive index of the cladding 140 of the POF 125 was n = 1.42, and the NA value was 0.45.

実施例1、2および実施例4においては、構成する材料および光ファイバ素線の型は異なるが、ともに微細孔44を多数設けたクラッドを形成させた。その結果、実施例1ではn=1.40、実施例2ではn=1.27、実施例4ではn=1.42であった。通常、PMMAはn=1.49程度であり、フッ素樹脂はn=1.34程度であるので、両者ともに、材料が従来有する屈折率よりもその値を低下させることができたといえる。一方で、実施例3では、実施例1と同様にしてPMMA管を用いてクラッド40としたが、n=1.49であり、PMMAが従来有する値と同じであった。したがって、構成する材料およびPOFの型に関わらず、クラッドに微細孔44を設けることで、屈折率を低下させることができることを確認した。   In Examples 1, 2 and 4, although the constituent materials and the types of the optical fiber strands are different, a clad having a large number of fine holes 44 is formed. As a result, n = 1.40 in Example 1, n = 1.27 in Example 2, and n = 1.42 in Example 4. Usually, PMMA is about n = 1.49, and fluororesin is about n = 1.34. Therefore, it can be said that both of them can lower the value of the refractive index of the material conventionally. On the other hand, in Example 3, the PMMA tube was used to form the clad 40 in the same manner as in Example 1, but n = 1.49, which was the same as the value conventionally possessed by PMMA. Therefore, it was confirmed that the refractive index can be lowered by providing the fine holes 44 in the clad regardless of the constituent material and the POF type.

NA値に注目した場合、実施例1、2および実施例4でのNA値は、それぞれ0.51、0.43、0.45といずれも0.4以上の高いNA値を示した。一方で、実施例3においては、NA値が0.17と0.3未満となった。これらの結果から、構成する材料およびPOFの型に関わらず、クラッドに微細孔44を設けることで、より高NA化できることを確認した。   When paying attention to the NA value, the NA values in Examples 1, 2, and 4 were 0.51, 0.43, and 0.45, respectively, and all showed high NA values of 0.4 or more. On the other hand, in Example 3, the NA values were 0.17 and less than 0.3. From these results, it was confirmed that the NA can be further increased by providing the fine hole 44 in the clad regardless of the constituent material and the POF type.

本発明でのプラスチック光ファイバ素線の製造工程を示す概略図である。It is the schematic which shows the manufacturing process of the plastic optical fiber strand in this invention. (A)は、プリフォームの横断面図であり、(B)は同縦断面図である。(A) is a cross-sectional view of the preform, and (B) is a vertical cross-sectional view thereof. 外管に形成される細孔の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the pore formed in an outer tube | pipe. (A)は、POFの横断面図であり、(B)は同縦断面図である。(A) is a transverse sectional view of POF, and (B) is a longitudinal sectional view thereof. POFの屈折率分布を示す概略図である。It is the schematic which shows the refractive index distribution of POF. (A)は、POFの横断面図であり、(B)は屈折率分布を示す概略図である。(A) is a cross-sectional view of POF, and (B) is a schematic diagram showing a refractive index distribution. 重合容器の断面図である。It is sectional drawing of a superposition | polymerization container. 回転重合装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a rotation polymerization apparatus. 重合装置による重合反応についての説明図である。It is explanatory drawing about the polymerization reaction by a superposition | polymerization apparatus. インナーコア材生成開始時における重合容器の断面図である。It is sectional drawing of the superposition | polymerization container at the time of an inner core material production | generation start.

符号の説明Explanation of symbols

12 外管
21 プリフォーム
25 プラスチック光ファイバ素線(POF)
30 コア材
31 アウターコア材
32 インナーコア材
33 細孔
35 貫通孔
40 クラッド
41 コア
42 アウターコア
43 インナーコア
44 微細孔

12 Outer tube 21 Preform 25 Plastic optical fiber (POF)
30 Core Material 31 Outer Core Material 32 Inner Core Material 33 Fine Hole 35 Through Hole 40 Cladding 41 Core 42 Outer Core 43 Inner Core 44 Fine Hole

Claims (7)

コアと、このコアの外周に配置されるクラッドとを有するプラスチック光ファイバ素線において、
前記クラッドに微細孔を複数設けたことを特徴とするプラスチック光ファイバ素線。
In a plastic optical fiber having a core and a clad disposed on the outer periphery of the core,
A plastic optical fiber strand comprising a plurality of fine holes in the clad.
微細孔の大きさが、1nm以上1000nm以下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素線。   2. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the size of the micropore is 1 nm or more and 1000 nm or less. 微細孔の量が、1vol%以上70vol%以下であ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素線。   3. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the amount of micropores is 1 vol% or more and 70 vol% or less. 前記コアを構成する材料が、前記クラッドを構成する材料と同一の材料を含むことを特徴とする請求項1ないし3いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバ素線。   4. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the material constituting the core includes the same material as the material constituting the clad. 前記コアが、径方向で中心に向かうにしたがい、次第に屈折率が高くな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4いずれかひとつ記載のプラスチック光ファイバ素線。   5. The plastic optical fiber according to claim 1, wherein the core has a refractive index distribution in which a refractive index gradually increases as it goes toward a center in a radial direction. 細孔を有する管を形成し、
前記管にコア用ポリマーを入れて重合させてプラスチック光ファイバ素線用プリフォームとし、前記プリフォームを加熱延伸して、前記細孔を分散させてなる微細孔を有するクラッドを形成するようにプラスチック光ファイバ素線を製造することを特徴とするプラスチック光ファイバ素線の製造方法。
Forming a tube with pores,
The core polymer is placed in the tube and polymerized to form a plastic optical fiber preform, and the preform is heated and stretched to form a clad having fine pores formed by dispersing the pores. A method for producing a plastic optical fiber, characterized by producing an optical fiber.
前記管を、同心円状に複数配置した複層管から構成す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素線の製造方法。
7. The method of manufacturing a plastic optical fiber according to claim 6, wherein the tube is composed of a plurality of multi-layer tubes arranged concentrically.
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