JP2006178102A - プラスチック光ファイバ素線およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材質に依存することなく、プラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）のクラッドの屈折率を低下させる。
【解決手段】多数の細孔３３を有する外管１２を形成する。この外管１２にコア用ポリマーを入れて回転重合によりコア材３０を構成し、外管１２とコア材３０とからなるプリフォーム２１を作製する。プリフォーム２１を加熱延伸してＰＯＦを得る。加熱延伸により外管１２の多数の細孔３３が分散されて、ＰＯＦのクラッドに多数の微細孔が形成される。微細孔の大きさは、１μｍ以上１０００μｍ以下とし、その量は、１ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％以下とする。この微細孔によってクラッドの屈折率が低下する。アウターコア材３１と同質のものをクラッドとして使用しても、アウターコアよりも低屈折率のクラッドが得られ、クラッドの素材の選択幅が広がる。親和性に優れ、高ＮＡ化、高伝送速度のＰＯＦが得られる。
【選択図】図２

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。 （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。 外管に形成される細孔の一例を示す断面図である。 （Ａ）は、ＰＯＦの横断面図であり、（Ｂ）は同縦断面図である。 ＰＯＦの屈折率分布を示す概略図である。 （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。 重合容器の断面図である。 回転重合装置の概略斜視図である。 重合装置による重合反応についての説明図である。 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。

符号の説明

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

Claims (7)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
   

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