プラスチック光ファイバ素線およびその製造方法
【課題】曲げ損失を低減したプラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）を製造する。
【解決手段】同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置の単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いて、溶融押出成形により円筒状のアウタークラッド部１１を形成する。次に、インナークラッド部形成材料を注入し、重合させて円筒状のインナークラッド部１２を形成した後、その中空部に、コア部形成材料を注入し重合させてコア部１４を形成し、プリフォーム１５とする。このプリフォーム１５を加熱延伸し、所望の径のＰＯＦ１６を得る。ＰＯＦ１６は、結晶サイズが小さく、内壁面の平均粗さＲａが０．１μｍ未満のアウタークラッドを有するので、曲げによる曲げ損失が低減される。
【解決手段】同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置の単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いて、溶融押出成形により円筒状のアウタークラッド部１１を形成する。次に、インナークラッド部形成材料を注入し、重合させて円筒状のインナークラッド部１２を形成した後、その中空部に、コア部形成材料を注入し重合させてコア部１４を形成し、プリフォーム１５とする。このプリフォーム１５を加熱延伸し、所望の径のＰＯＦ１６を得る。ＰＯＦ１６は、結晶サイズが小さく、内壁面の平均粗さＲａが０．１μｍ未満のアウタークラッドを有するので、曲げによる曲げ損失が低減される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック光ファイバ素線およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光学材料の代表であるプラスチック光ファイバ素線（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ；以下、ＰＯＦと称する）は、原料としてプラスチックを使用するため、石英系光ファイバ素線に比べて、低コストでありながら、軽量で加工性に優れるなどの長所を有する。また、容易にＰＯＦの大口径化を行なうことができ、さらには、優れた可撓性により曲げ許容性が高いという特長も有する。そのため、光の伝送損失は大きいので長距離用の光伝送体としては向いていないが、伝送損失の大きさがあまり問題とならない家庭用や車載用途など短距離用の光伝送体としては非常に好適であり、注目されている。
【０００３】
ＰＯＦは、コアと、このコアの外周に配されコアよりも低屈折率を示すクラッドとから構成される。コアは実際に光が伝播する部材であり、クラッドはコア中を伝播する光が外に漏れるのを防止するための部材である。このように、性質の異なる部材の組合せであるＰＯＦは、コアに入射した光を、屈折率の異なるコアとクラッドとの界面で全反射させることにより、光を伝播させて光伝送体としての機能を発揮する。また、ＰＯＦは、径方向での屈折率分布の違いにより、グレーテッドインデックス（ＧＩ）型、ステップインデックス（ＳＩ）型、マルチステップインデックス（ＭＳＩ）型と大別できる。この中でも、最近、高い伝送容量を有するＰＯＦとして、ＧＩ型ＰＯＦが注目されている。ＧＩ型ＰＯＦは、光の発散や乱反射を防止して、少ない伝送損失にも係わらず高速伝送を実現することができる光伝送体である。
【０００４】
ＧＩ型ＰＯＦをはじめ、一般的なＰＯＦの製造方法は、コアの前駆体であるコア部とクラッドの前駆体であるクラッド部とを含むプリフォームを、加熱手段により加熱延伸することでＰＯＦを得る方法が用いられている。より詳細には、先ず、クラッドの前駆体である円筒状のクラッド部を用意し、この中にコア部を形成する重合性組成物を注入した後、円筒管ごと回転重合させて、クラッド部の内側にコア部を有するプリフォームを形成する。そして、プリフォームを加熱延伸することにより、所望の径のＰＯＦを製造する。
【０００５】
ただし、ＰＯＦはプラスチックで構成されているために、優れた曲げ許容性を示す一方で、曲げによる伝送損失（以下、曲げ損失と称する）が発生しやすい。曲げ損失が発生すると、ＰＯＦの光伝送体としての機能が著しく低下してしまう。そこで、曲げ損失を低減することができるＰＯＦとして、非結晶性含フッ素重合体をマトリックスとする層（内層）を少なくとも２層有し、この内層の外側に、内層の最外部に対して屈折率が０．００１以上低い含フッ素重合体を有するＧＩ型ＰＯＦ（例えば、特許文献１参照）や、ＰＯＦの外周に空隙を形成しながら被覆層を設けたプラスチック光ファイバケーブル（例えば、特許文献２参照）が提案されている。また、ＰＯＦの外周に発泡樹脂から形成される被覆層を設けたプラスチック光ファイバケーブル（例えば、特許文献３参照）や、互いに弾性率の異なる２層の被覆層を外周に設けたＰＯＦ（例えば、特許文献４参照）や、Ｃ−Ｈ結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなる内層と、含フッ素重合体からなる外層とからなるＰＯＦ（例えば、特許文献５参照）が提案されている。さらには、曲げ損失を低減したＰＯＦの製造方法として、所定の屈折率分布を有する母材の外周に非晶質熱可塑性樹脂組成物を押出被覆した後、これらを同時に加熱しながら延伸することにより、所望の径のＰＯＦとする方法（例えば、特許文献６参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平８−３０４６３６号公報
【特許文献２】特開平９−２１８３２７号公報
【特許文献３】特開平９−２３６７３５号公報
【特許文献４】特開平１１−３３７７８１号公報
【特許文献５】特開２００２−０７１９７２号公報
【特許文献６】特開２０００−０９８１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、外側の層に結晶性の含フッ素重合体を用いる場合には、外側の層の内壁に球晶による凹凸が存在するので、外層と内層との界面で光が散乱してしまう。一方で、外側の層に非結晶性の含フッ素重合体を用いる場合には、モノマーなどに対する耐溶剤性に劣るため、その内側にモノマーを使用して光伝送路となるコアを形成することが困難であるなどの問題が生じる。また、ＰＯＦと保護被覆層との間に空隙を形成する場合には、空隙の形状や厚みを制御することが困難であり、発泡層を形成する場合には、発泡樹脂の発泡の程度を調整することが困難であるため、いずれの場合も、ＰＯＦの線径変動や非円率が悪化してしまう等の問題が生じる。
【０００７】
また、弾性率の異なる被覆層を設ける場合、曲げにより生じる構造不整を低減するには有効であるが、外部へ光が漏れたり、クラッドとコアとの界面で光が散乱したりする曲げ損失を低減することは難しい。さらに、光伝送路となるコアが細径の場合には、ＰＯＦ同士を接続させることが困難となるため、作業性が低下する等の新たな問題が生じる。したがって、生産性を低下させることなく、曲げや光の散乱により発生する曲げ損失を低減したＰＯＦの製造方法の提案が望まれている。
【０００８】
本発明は、生産性の低下などを招くことなく、曲げや光の散乱等に起因する曲げ損失を低減したＰＯＦを製造することができる方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）は、プリフォームを加熱延伸することにより形成される円筒状のクラッドとクラッドの内側に配され光の伝送路となるコアとを有するＰＯＦにおいて、クラッドは、円筒状のアウタークラッドとアウタークラッドの内側に配されるインナークラッドとを有し、アウタークラッドの内壁面の平均粗さＲａ（μｍ）が０．１μｍ未満であることを特徴とする。また、アウタークラッドは、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置にある単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデンからなることが好ましい。なお、コアは、径の中心から外側に向かうにしたがい連続的に屈折率が低くなることが好ましい。
【００１０】
本発明のＰＯＦの製造方法は、円筒状のクラッドと、クラッドの内側に配され、光の伝送路となるコアとを有するプラスチック光ファイバ素線を製造する方法において、クラッド部は、円筒状のアウタークラッド部とアウタークラッド部の内側に配されるインナークラッド部とを含み、第１重合性組成物を重合させた樹脂を溶融押し出し成形してアウタークラッド部を形成した後、このアウタークラッド部の中に第２重合性組成物を注入して重合させることにより、インナークラッド部を形成させるクラッド部形成工程と、インナークラッド部の中に第３重合性組成物を注入し重合させることによりコア部を形成して前記プリフォームを作製した後、プリフォームを加熱延伸することにより、プリフォームを所望の径のプラスチック光ファイバ素線とする加熱延伸工程とを有し、第１重合性組成物を重合させた樹脂として、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置の単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデンを使用することを特徴とする。
【００１１】
また、加熱延伸工程において前記プリフォームを加熱延伸させることで、アウタークラッド部を、内壁面の平均粗さＲａ（μｍ）が０．１μｍ未満であるアウタークラッドとすることが好ましい。なお、加熱延伸工程では、プリフォームを１８０〜３００℃に加熱することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、曲げても、光が散乱したり、外部に漏れたりすることなく低伝送損失を実現しながら光を伝送することができるＰＯＦを提供することが可能となる。また、このような曲げ損失を低減したＰＯＦを、連続して生産することできる製造方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に関して、実施形態を示しながら説明する。なお、本実施形態は、本発明に係わる一例の形態であり、特に限定されるものではない。
【００１４】
図１に、本発明に係るプラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）の製造工程の流れを示す。本発明のＰＯＦ製造工程１０は、アウタークラッド部形成工程２０とインナークラッド部形成工程２１とを含むクラッド部形成工程２３と、コア部形成工程２４と、加熱延伸工程２５とを有する。
【００１５】
先ず、アウタークラッド部形成工程２０で、円筒状のアウタークラッド部１１を形成する。アウタークラッド部１１は、プリフォーム１５の外殻部をなす部材であり、重合性組成物を重合して得られる重合体である。アウタークラッド部１１を形成する方法としては、例えば、所望の重合性組成物（アウタークラッド部形成材料と称する）を市販の溶融押出成形機によりアウタークラッド部パイプとして形成する方法（以下、溶融押出成形と称する）や、アウタークラッド部形成材料を既製のパイプに注入した後、これを回転重合させることにより、中空状のアウタークラッド部１１を形成する方法（以下、回転重合方法）等が挙げられる。本発明では、いずれの方法も好適に用いることができ、適宜選択すればよい。なお、本実施形態では、溶融押出成形を適用する。
【００１６】
アウタークラッド部形成材料としては、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置にある単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を使用することがより好ましい。なお、ＰＶＤＦに含まれる不整結合の割合は、ＰＶＤＦの重合方式により異なる。ＰＶＤＦの重合方式としては、懸濁重合法および乳化重合法が挙げられる。懸濁重合法とは、水中に分散したモノマー類を重合させることによりビーズ状のポリマーを得る方法であり、乳化重合法とは、モノマー類に乳化剤（界面活性剤）を添加して、重合させることによりポリマーを得る方法である。そして、乳化重合法により得られるＰＶＤＦは、不整結合の含まれる割合が４％以上含まれている場合が多い。したがって、本発明に用いるＰＶＤＦは、乳化重合法により重合されたものであることが好ましい。このようなＰＶＤＦを用いてアウタークラッド部１１を形成すると、耐溶剤性に優れるとともに、内壁面の平均粗さが小さいＰＯＦ１６を形成することができる。これにより、曲げによる伝送損失の低減や、光の漏れを抑制して低伝送損失のＰＯＦを得ることができる。
【００１７】
アウタークラッド部形成工程２０において、アウタークラッド部形成材料を加熱重合する際の重合温度は、特に限定されるものではないが、１８０〜２４０℃であることが好ましい。これにより、アウタークラッド部形成材料を加熱溶融させて、成形に好適な粘度とすることができ、さらには、不整結合を所定の範囲で含むＰＶＤＦを用いる場合には、整合結合の総数に対する不整結合の含まれる割合を向上させることで、結晶サイズが小さく、かつ内壁面の平均粗さが小さいアウタークラッド部１１を形成することができる。なお、本発明での平均粗さＲａとは、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値（μｍ）である。ただし、その測定方法は、特に限定されるものではなく、市販の粗さ測定機を使用することができる
【００１８】
なお、結晶性含フッ素ポリマーである、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）も本発明に使用することができるほか、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ができる。さらには、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を挙げることができる。ただし、いずれのポリマーも、ポリマーが有する整合結合の総数に対する不整結合の含まれる割合が４％以上のものを用いるようにする。
【００１９】
インナークラッド部形成工程２１では、材料注入工程２８において、円筒状のアウタークラッド部１１の中に、インナークラッド部１２を形成させる所望の重合性組成物（インナークラッド部形成材料と称する）を注入する。続けて、重合工程２９において、インナークラッド部形成材料を所望の温度に加熱しながら重合させて（熱重合）、円筒状のインナークラッド部１２を形成する。
【００２０】
重合工程２９では、重合温度を５０〜１００℃となるように調整することが好ましい。より好ましくは、重合温度を６０〜１００℃とし、特に好ましくは、重合温度を７０〜１００℃とすることである。これにより、インナークラッド部形成材料の重合度を効率よく高めることができる。ただし、重合温度が１００℃を超えると、インナークラッド部形成材料が熱ダメージを受けてしまうので、ポリマーの劣化や発泡が生じるおそれがある。一方で、重合温度が５０℃未満の場合には、インナークラッド形成材料等の重合度を促進させるには低温すぎる。また、重合工程２９での重合時間は、十分な重合度を確保しながらも、生産性を低下させることなく作業を行うために、４〜３０時間とすることが好ましい。より好ましくは、６〜２５時間であり、特に好ましくは８〜２０時間である。なお、重合工程２９での温度や時間は、所定の範囲を満たすものであれば、材料の種類や配合量などに応じて、適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。
【００２１】
ところで、重合工程２９では、インナークラッド部形成材料が重合を開始した初期段階で、加熱により溶融したアウタークラッド部１１の一部（特に、内壁面付近）とインナークラッド部形成材料とが混合し、混合部が形成される場合がある。この混合部は、光の散乱や外部に光が漏れることを抑制する効果を発揮するため、存在することはむしろ好ましい。なお、混合部は、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２とが拡散混合して生成するので、結晶化が抑制された状態にあり、このような構造の説明は、例えば、日本化学学会誌 ＮＯ．２ ２０００,１１５〜１２０項「ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡブレンドの紫外線透過特性と相溶性との関係」等に示された、非晶性ポリマーと結晶性ポリマーとのブレンドによって結晶性を消失していることからも理解できる。
【００２２】
また、インナークラッド部形成工程２１では、材料注入工程２８でアウタークラッド部１１の中にインナークラッド部形成材料を注入した後、しばらく、重合を開始させない条件下で、これらの入ったパイプを回転させることが好ましい。このとき、アウタークラッド部１１の内壁面は膨潤してインナークラッド部形成材料に溶解する。これにより、アウタークラッド部１１の内壁面の微細な凹凸部が積極的に削られて、内壁面の平滑性を向上させることができるので、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２との密着性を向上させて、光の漏れなどを防止する効果を向上させることができる。ところで、上記のパイプの回転向きは、特に限定されるものではなく、長手方向を軸にして水平回転させてもよいし、垂直向きに回転させてもよい。なお、以下の説明においては、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２とを合わせてクラッド部２３とする。
【００２３】
コア部形成工程２４では、インナークラッド部１２の中にコア部１４を形成させる材料（コア部形成材料と称する）を注入した後、これを重合させてコア部１４を形成する。これにより、クラッド部２３の内側にコア部１４を有するプリフォーム１５を製造することができる。なお、コア部形成材料の重合に係わる重合温度や時間等の諸条件は、インナークラッド部形成工程２１での条件を適用させれば良いので、説明は省略する。
【００２４】
形成したプリフォーム１５を加熱延伸工程２５に供することで、所望の径のＰＯＦ１６を製造する。図２は、加熱延伸工程２５を説明する概略図である。図２に示すように、加熱延伸工程２５では、加熱炉３０内部の所定の位置にセットされたプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱して一部を軟化させた後、軟化箇所の先端部１５ａを始点として線引き（延伸）を行なうことでＰＯＦ１６とする。そして、ＰＯＦ１６を線径モニタ３１に通してから、巻取装置（図示しない）の巻取ロール３２に巻き取ってロール状のＰＯＦ１６を製造する。このように、線引きしている際に、線径モニタ３１によりＰＯＦ１６の外径を常時モニタリングし、この測定結果に応じて、加熱炉３１内でのプリフォーム１５の位置や、加熱炉３１の温度、巻取装置の巻取速度などを適宜調整すると、常に略一定の外径を有するＰＯＦ１６を得ることができる。
【００２５】
なお、加熱炉３０の内部に、不活性ガスを供給する供給装置（図示しない）を取り付けて、不活性ガスを送り込みながらプリフォーム１５を加熱延伸すると、熱ダメージによる劣化を防ぎながらＰＯＦ１６を得ることができる。不活性ガスは、特に限定されるものではないが、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガスおよびアルゴンガスなどが挙げられる。ただし、コストの点から、窒素ガスを用いることが好ましく、熱伝導効率の点からは、ヘリウムガスを用いることが好ましい。また、ヘリウムガスとアルゴンガスとの混合ガスのような複数種類のガスが混合している混合ガスを用いることもできる。
【００２６】
加熱延伸工程２５では、プリフォーム１５の加熱延伸温度を、１８０〜３００℃となるように調整することが好ましい。より好ましくは、２００〜２９０℃であり、特に好ましくは、２２０〜２８０℃である。これにより、プリフォーム１５を構成するクラッド部２３やコア部１４の重合度をより高めることができる。さらには、アウタークラッド部形成材料の結晶化を抑制し、より結晶サイズの小さいアウタークラッド部１１を得ることができるので、曲げても、光の散乱が生じたり、外部へ光が漏れたりすることのないプリフォーム１５を得ることができ、その結果、同等の効果を有するＰＯＦ１６を製造することができる。ただし、加熱延伸温度が３００℃を超えると、例えば、アウタークラッド部形成材料としてＰＶＤＦを用いる場合には、ＰＶＤＦが熱分解してフッ化水素ガスが発生してしまために、アウタークラッド部１１に気泡が生じることにより、プリフォーム１５ならびにＰＯＦ１６の光学特性が著しく低下する。
【００２７】
なお、プリフォーム１５の加熱延伸時間を長くすると、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２との界面付近に存在する混合部の重合度を向上させることができるので、混合部が加熱延伸されてなる混合部の厚みを十分確保したＰＯＦ１６を得ることが可能となる。したがって、加熱延伸時間は、できる限り長時間化することが好ましい。ただし、加熱延伸時間が長くなるほど、製造時間の長時間化により生産性が低下したり、長時間、プリフォーム１５が高温に晒されるので、構成する部材が劣化するなどの問題が生じる。そのため、優れた生産性を確保しながら、かつ十分な厚みの混合部を得ることを目的として、加熱延伸時間は、１〜８０分とすることが好ましい。より好ましくは、加熱延伸時間を、２〜６０分とすることであり、特に好ましくは、３〜４０分とすることである。また、上記のような加熱延伸時間や、製造するＰＯＦ１６の所望の径を考慮し、プリフォーム１５の延伸速度を３〜１５ｍ／分の範囲を満たす中で、適宜選択しながら調整することが好ましい。
【００２８】
なお、加熱延伸温度や加熱延伸時間は、所定の範囲内において、プリフォーム１５を構成する材料に応じて適宜決定すればよい。ただし、ＧＩ型ＰＯＦを製造する場合には、その断面円形の中心から円周に向け屈折率が変化するため、この屈折率変化を破壊しないように、加熱と延伸とを均一に行う必要があるため、加熱炉３０として、プリフォーム１５を径方向において同心円状に均一に加熱することができるような円筒形状の形態を用いることが好ましい。
【００２９】
なお、プリフォーム１５の延伸張力は、特開平７−２３４３２２号公報に記載されているように、軟化したポリマーを配向させるため、０．０９８Ｎ以上とすることが好ましい。また、特開平７−２３４３２４号公報に記載されているように、加熱延伸後に分子配向の歪みを残さないようにするために０．９８Ｎ以下とすることが好ましい。ただし、この延伸張力は、目的とするＰＯＦ１６の直径や、構成する材料の種類に応じて最適な値が変わるために、適宜調整することが必要である。その他にも、本発明では、特開平８−１０６０１５号公報に記載されているように、加熱延伸時の前の段階で、予備加熱を行うこともできる。
【００３０】
次に、本発明に係わるプリフォーム１５およびＰＯＦ１６について説明する。
【００３１】
図３（ａ）に、本発明でのプリフォーム１５の一例における径方向での断面図を示す。プリフォーム１５は、同心円形であり、光を閉じ込めるクラッド部２３と光の伝送路となるコア部１４とを有する。また、クラッド部２３は、アウタークラッド部１１とアウタークラッド部１１の内側に配されるインナークラッド部１２とを含み、コア部１４の中央部付近には、空洞部３５が形成されている。
【００３２】
アウタークラッド部１１およびインナークラッド部１２は、いずれも円筒状であり、外径および内径が長手方向に一定かつ、厚みが均一である。本実施形態では、溶融押出方法により、結晶性フッ素ポリマーであり、所定の割合で不整結合を有するＰＤＶＦを用いてアウタークラッド部１１を形成する。また、インナークラッド部１２は、非晶質ポリマーより形成される円筒状の重合体である。本実施形態では、アウタークラッド部１１の中にインナークラッド部形成材料としてＭＭＡを注入し、これを熱重合させることによりＰＭＭＡを主成分とするインナークラッド部１１を形成する。なお、アウタークラッド部１１およびインナークラッド部１２は、共に１種類の重合体で構成された単量体に限定されるものではなく、２量体や３量体、または、複数種の重合性組成物を混合させて形成させた混合重合性組成物を含んでいてもよく、特に限定はされない。
【００３３】
本実施形態では、コア部形成材料として、ＭＭＡと屈折率調整剤（ドーパント）であるＤＰＳとを混合させた混合材料を用いる。そして、この混合材料をインナークラッド部１２の中に注入した後、界面ゲル重合させて、主成分がＰＭＭＡからなり、図３（ｂ）に示すような屈折率分布を有するコア部１４を形成させる。以上により、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２とを含むクラッド部２３の内側にコア部１４を配したプリフォーム１５を得ることができる。なお、プリフォーム１５を構成する各部材に関して、アウタークラッド部１１の外径は、特に限定されるものではないが、光の漏れや光の散乱を防止する効果を十分に得るために、その外径を２０〜３２ｍｍとすることが好ましい。また、光伝送特性に優れるプリフォーム１５を得るためにも、インナークラッド部１２の厚みは、３〜１０ｍｍとすることが好ましく、コア部１４の厚みは、２〜１０ｍｍとすることが好ましい。
【００３４】
なお、図３（ａ）では、各部材の境界を説明の便宜上示しているが、各部材を形成する際の界面ゲル重合反応などの進行程度にしたがい、境界が明確でない場合や、界面が消失する場合等があるので、実際には、目視により確認できない場合が多い。また、図３（ａ）では、中央付近に空洞部３５を有するプリフォーム１５を示したが、空洞部３５の断面円形の径とプリフォーム１５の外径とに対する比率やその有無は、製造条件に応じて変動するものである。したがって、製造途中においては、空洞部３５が消失する場合もある。
【００３５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のプリフォーム１５に対応する径方向での屈折率分布図である。なお、図３（ｂ）の横軸はプリフォーム１５の半径方向であり、縦軸は屈折率の高さを表すが、縦軸の上方向に向かうほど屈折率が高い。また、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図３（ａ）でのアウタークラッド部１１の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲は、インナークラッド部１２の屈折率であり、符号（Ｃ）で示される範囲は、コア部１４の屈折率である。そして、符号（Ｄ）で示される範囲は、空洞部３５に対応する範囲であり、値がないものとして示している。
【００３６】
図３（ｂ）に示すように、プリフォーム１５は、径の中心から外側に向かうにしたがい連続的に屈折率が低くなっている。このように屈折率分布は、一般的にＧＩ型と呼ばれ、外部に光が漏れにくく、光の散乱が起こりにくいので、低伝送損失かつ広伝送帯域のＰＯＦ１６を得ることができる。このような屈折率分布を発現させる方法としては、主に、屈折率の異なる材料を使用する方法と、屈折率分布剤（ドーパント）を使用する方法とが挙げられ、本発明では、いずれの方法も好適に用いることができるが、本実施形態では、アウタークラッド部形成材料よりも高屈折率である材料をインナークラッド部形成材料として使用し、さらに、インナークラッド部形成材料よりも屈折率が高い材料を、コア部形成材料として使用することで、上記のような屈折率分布を有するプリフォーム１５を形成している。なお、ドーパントに関しては、後で詳細に説明する。
【００３７】
このプリフォーム１５から得られるＰＯＦ１６について説明する。図４（ａ）は、ＰＯＦ１６の径方向での一例の断面図である。ＰＯＦ１６は、クラッド部２３が加熱延伸されることにより得られるクラッド４３と、同様にコア部１４から得られるコア４４とを有する。さらに、クラッド４３は、アウタークラッド４１とインナークラッド４２とを含む。なお、プリフォーム１５に存在していた空洞部３５は、加熱延伸されて細径とされる際に塞がれて消失する。なお、ＰＯＦ１６を構成する各部材は、プリフォーム１５を構成する各部材の前駆体と比べて細径となっている。これは、プリフォーム１５を長手方向に加熱延伸することでＰＯＦ１６を形成するためである。
【００３８】
図４（ｂ）は、ＰＯＦ１６の径方向における屈折率分布である。図４（ｂ）の縦軸および横軸は、図３（ｂ）と同様であり、説明は省略する。なお、図４（ｂ）において、横軸の符号（Ｆ）で示される範囲は、図４（ａ）におけるアウタークラッド４１の屈折率であり、符号（Ｇ）で示される範囲は、図４（ａ）におけるインナークラッド４２の屈折率であり、符号（Ｈ）で示される範囲は、図４（ａ）におけるコア４４の屈折率である。ＰＯＦ１６はプリフォーム１５に比べて、各部材の重合度が変化し、細径となっているが、光学特性は略同一である。そのため、図４（ｂ）に示すように、ＰＯＦ１６の径方向における屈折率分布の傾向は、プリフォーム１５と略同一である。すなわち、アウタークラッド４１の屈折率が最も低く、次いで、インナークラッド４２、コア４４の順に次第に高くなる。
【００３９】
したがって、下記の式（１）のｇで求められる、本発明に係わるプリフォーム１５およびＰＯＦ１６の屈折率分布係数は略同一である。下記式（１）において、Ｒはプリフォーム１５またはＰＯＦ１６の外径であり、ｒは断面円形の中心から測定位置までの距離であり、ｎ１は断面径方向における屈折率の最大値であり、ｎ２は断面径方向における屈折率の最小値であり、Δは（ｎ１−ｎ２）／ｎ１で表される値である。なお、本実施形態において例示されるプリフォーム１５ならびにＰＯＦ１６の屈折率分布係数は、０．５〜４．０であることが好ましく、より好ましくは１．５〜３．０であり、理想的には２．０である。
（１） ｎ（ｒ）＝ｎ１｛１−２（ｒ／Ｒ）g ×Δ｝1/2 ＝ｎ１（１−２Δ）1/2
【００４０】
本発明のアウタークラッド４１の内壁面の平均粗さは、０．１μｍ未満であることを特徴とする。本実施形態のように、アウタークラッド部形成材料として、整合結合の総数に対する不整結合の含まれる割合が４％以上のＰＶＤＦを使用し、これを所定の温度で溶融させて、押出成形することによりアウタークラッド部１１を形成し、さらに、このアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を加熱延伸工程２５に供すると、球晶の成長速度が抑制され、結晶サイズの小さなアウタークラッド４１を形成することができる。そのため、内壁面の平均粗さＲａが０．１μｍ未満と非常に小さいアウタークラッド４１を形成することができる。このようなアウタークラッド４１を有するＰＯＦ１６は、曲げによる光の散乱や外部への漏れを防止する優れた効果を得ることができるので、曲げ損失は非常に小さい。
【００４１】
なお、上記のＰＯＦ１６の曲げ損失は、インナークラッド４２の径方向での直径をＤ（ｍｍ）とするとき、下記の式（２）の範囲にまで低減することができる。ただし、Ｄは３００＜Ｄ＜７１０とし、この範囲を満たすように延伸倍率を調整してＰＯＦ１６を製造する。
（２） −０．０１５＋０．１×Ｄ1.5 ＜Ｘ＜０．３＋０．１×Ｄ1.5
【００４２】
また、このＰＯＦ１６の外周に樹脂を被覆して保護被覆層を設けると、プラスチック光ファイバコード（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ；以下、コードと称する）を得ることができる。保護被覆層を設ける方法は、特に限定されるものではなく、例えば、熱可塑性樹脂を用いて押出成形により形成する方法が挙げられる。このとき、同種または異なる種類の樹脂を被覆してもよい。以上により、難燃性や耐候性などの特性をＰＯＦ１６に付与して、所望の特性を有するコードを得ることができる。なお、この保護被覆膜を形成する工程は、図１に示すＰＯＦ製造工程１０の加熱延伸後に行なっても良いし、ＰＯＦ製造工程１０とは別工程で行なうこともできる。
【００４３】
また、このコードを複数本束ねるなどしてから、その外周を樹脂などで被覆すると、プラスチック光ファイバケーブル（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ；以下、ケーブルと称する）を得ることができる。本発明では、ＰＯＦ１６の外周に保護被覆層を設けた光ファイバを、プラスチック光ファイバ心線または、コードと称し、この１本のコードの外周に、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する。そして、コードを抗張力線などとともに、複数本組み合わせた後、その外周に被覆を施したものをマルチファイバケーブルと称し、上記のケーブルとは、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んだものの総称とする。
【００４４】
なお、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２とを含むクラッド部２３およびコア部１４の材料は、光伝送の機能を損なわない限りにおいて特に限定されるものではないが、有機材料として光透過性が高い材料が好ましい。また、コア部１４の材料は、光の散乱が生じないように、非晶性のポリマーを用いることが好ましく、クラッド部２３を形成する材料と、互いに密着性に優れるポリマーであることが好ましい。さらには、タフネスなどに示される機械的特性に優れ、耐湿熱性等にも優れている材料であることがより好ましい。
【００４５】
ただし、本発明では、アウタークラッド部形成材料として、結晶性フッ素ポリマーを使用する。結晶性フッ素ポリマーとは、分子構造の中に長い鎖状の分子が規則的に並んだ結晶性領域と、分子が規則的に並んでいない非結晶性領域とが混在したフッ素系樹脂である。このように結晶性フッ素ポリマーを使用してアウタークラッド部１１を形成すると、耐溶剤性に優れるＰＯＦを形成することができる。結晶性フッ素ポリマーとしては、例えば、本実施形態で使用したポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が挙げられるが、この他にも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。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）共重合体等を用いることもできる。さらには、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等のフッ化（メタ）アクリレートとの共重合体を挙げることができる。
【００４６】
インナークラッド部形成材料およびコア部形成材料としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ）、含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）、スチレン系化合物（ｃ）、ビニルエステル類（ｄ）、主鎖に環状構造を含むフッ素系ポリマー（ｅ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性組成物として用いて重合させたもの、ノルボルネン系樹脂等とすることができる。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。
【００４７】
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。
【００４８】
また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、１−トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレートなどが挙げられる。
【００４９】
さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテートなどが挙げられる。（ｅ）のように主鎖に環状構造を有するポリマーとしては、もともと環状構造をもっていたモノマーを重合することにより得られるポリマーや、環化重合によって非結晶構造の主鎖に環状構造が形成されたポリマー等が挙げられ、例えば、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号公報等に記載される主鎖に脂肪環または複素環をもつポリマー、特開２００２−７１９７２号公報及び特願２００４−１８６１９９号に記載されるもの等が伝送特性の点で好ましい。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性組成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、光伝送体に成型されたときに所定の屈折率分布を成型体のなかで有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００５０】
なお、アウタークラッド部形成材料は、形成したアウタークラッド部がインナークラッド部よりも屈折率が低くなるようなポリマーを選択して使用することが好ましい。さらに、水分がコアに侵入することをできるだけ防ぐことを目的として、クラッド部であり、特にアウタークラッド部形成材料としては吸水率が低いものを選択することが好ましい。例えば、アウタークラッド部形成材料は、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、アウタークラッド部が１．５％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることであり、さらに好ましくは、１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、この飽和吸水率は、ＡＳＴＭによるＤ５７０により基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００５１】
なお、プリフォームを構成する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。
【００５２】
さらに、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。
【００５３】
また、プリフォームを形成するポリマーは、プリフォームを好適に延伸できるという観点から、重量平均分子量が１〜１００万であることが好ましく、より好ましくは３〜５０万である。さらに、延伸に対する適性は、分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）にも関係している。ＭＷＤが大きすぎる場合には、極端に分子量の大きい成分が混在しているときに延伸性が悪くなり、延伸が不可能となることもある。したがって、好ましいＭＷＤの範囲は４以下であり、より好ましい範囲は３以下である。
【００５４】
重合させてポリマーとする場合においては、重合開始剤を使用する場合がある。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。このようなラジカルを生成するものとしては、例えば、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
ドーパントは、上記のような重合性組成物とは異なる屈折率を有する化合物である。その屈折率差は０．００５以上であることが好ましい。ドーパントは、これを含有するポリマーが無添加のポリマーと比較して、屈折率が高くなる性質を有する。これらは、特許３３３２９２２号公報や特開平５−１７３０２６号公報に記載されているような、モノマーの合成によって生成されるポリマーとの比較において、溶解性パラメータとの差が、７（ｃａｌ／ｃｍ3 ）1/2 以内であると共に、屈折率の差が０．００１以上であり、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して屈折率が変化する性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件（加熱および加圧などの重合条件）下において安定であるものを、いずれも用いることができる。
【００５８】
また、ドーパントは重合性組成物であってもよい。重合性組成物のドーパントを用いた場合には、これを共重合成分として含む共重合体が、これを含まない重合体と比較して、屈折率が上昇する性質を有するものを用いることが好ましい。上記性質を有し、重合体と安定した共存が可能で、かつ、前述のコア用モノマーあるいはインナークラッド原料である重合性組成物の各種重合条件（加熱および加圧などの重合条件）下において安定であるものを、ドーパントとして用いることができる。本実施の形態では、コア用モノマーにドーパントを含有させ、コアを形成する工程において界面ゲル重合法により重合の進行方向を制御し、屈折率調整剤の濃度に傾斜を持たせ、コアに屈折率調整剤の濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成する方法を例示しているが、それ以外にもプリフォーム形成後に屈折率調整剤を拡散させる方法も知られている。以下、屈折率の分布を有するコア部を屈折率分布型コア部と称する。このようにして屈折率分布型コア部を形成することにより得られる光学部材は、広い伝送帯域を有する屈折率分布型プラスチック光学部材となる。
【００５９】
ドーパントとしては、例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、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。また、ドーパントは、例えば、トリブロモフェニルメタクリレートのように重合性組成物でもよく、その場合、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性ドーパントとを共重合させるので、種々の特性（特に光学特性）の制御がより困難となるが、耐熱性の面では有利となる可能性がある。そして、コアにおけるドーパントの濃度および分布を調整することによって、プラスチック光ファイバの屈折率を所望の値に変化させることができる。
【００６０】
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、用いるコア部形成材料として使用するモノマー（コア部形成用モノマー）の種類などに応じて、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、コア部形成用モノマーに対して、０．００５〜０．１５０質量％となるように添加しているが、この添加率を０．０１０〜０．１００質量％とすることがより好ましい。また、連鎖移動剤は、コア部形成用モノマーに対して、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。そして、本実施形態のように、ドーパントを添加する場合には、コア部形成用モノマーに対して、その添加率を１〜５０質量％の範囲で調整することが好ましい。
【００６１】
その他、コア、クラッド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、コアの少なくとも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使用することができる。これらの添加剤も、原料となる各種重合性組成物に添加した後、重合することによって、コア、クラッドもしくはそれらの一部に含有させることができる。
【００６２】
ＧＩ型ＰＯＦとなるプリフォームの製造方法は、本実施形態や特許３３３２９２２号公報に記載されているように、クラッドとなる樹脂の中空管を作成した後、この管内にコアを形成する樹脂組成物を注入してから、塊状重合法の一種である界面ゲル重合法によりポリマーを重合することによりコアを形成する方法を例示することができる。この場合の重合条件、つまり重合温度や順号時間は、用いるモノマーや重合開始剤により適宜選択すればよい。他にも、国際公開第０３／１９２５２号パンフレット記載の重合条件を適用することにより、密度揺らぎのないコア部を形成することができる。また、重合後の屈折率が異なる重合性組成物を逐次添加するコア部の形成法も知られている。このとき、樹脂組成物は、前述のように単一の屈折率を持つ樹脂組成物に屈折率調整剤を添加するものや、屈折率の異なる樹脂を混合するもの、共重合などを用いることができる。なお、ＰＯＦは、ＧＩ型の他に、ＳＩ型、ＭＳＩ型など、様々な屈折率のプロファイルを持つものが知られており、本発明は、これらの製造方法により製造されたＰＯＦにも適用することができる。
【００６３】
ＰＯＦの場合には、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、着色などによる商品価値の向上などを目的として、通常、その表面に保護層形成用材料を被覆して１層以上の保護層を設けることが好ましい。
【００６４】
この保護層形成用材料としては、具体的に以下の材料を挙げることができる。これらは高い弾性を有しているため、曲げなどの機械的な特性付与の観点でも効果がある。先ず、ポリマーの一形態であるゴムを用いることができる。具体的には、イソプレン系ゴム（例えば、天然ゴム、イソプレンゴムなど）、ブタジエン系ゴム（例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴムなど）、ジエン系特殊ゴム（例えば、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなど）、オレフィン系ゴム（例えば、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなど）、エーテル系ゴム、ポリスルフィド系ゴム、ウレタン系ゴムなどが挙げられる。
【００６５】
また、保護層形成用材料として、室温では流動性を示すが、加熱することにより流動性が消失して硬化する液状ゴムを用いることができる。具体的には、ポリジエン系（例えば、基本構造がポリイソプレン、ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレンなど）、ポリオレフィン系（例えば、基本構造がポリオレフィン、ポリイソブチレンなど）、ポリエーテル系（例えば、基本構造がポリ（オキシプロピレン）など）、ポリスルフィド系（例えば、基本構造がポリ（オキシアルキレンジスフィド）など）、ポリシロキサン系（例えば、基本構造がポリ（ジメチルシロキサン）など）などを挙げることができる。
【００６６】
さらに、保護層形成用材料として、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を用いることもできる。熱可塑性エラストマーは、室温ではゴム弾性を示すが、高温では可塑化されて成形が容易である物質群である。具体的には、スチレン系ＴＰＥ、オレフィン系ＴＰＥ、塩化ビニル系ＴＰＥ、ウレタン系ＴＰＥ、エステル系ＴＰＥ、アミド系ＴＰＥなどが挙げられる。なお、上述したポリマーは、ＰＯＦを構成するポリマーのガラス転移温度Ｔｇ以下で成形可能なものであれば、特に限定されるものではなく、上記のほかにも、上記以外の共重合体や混合ポリマーを用いることができる。
【００６７】
また、保護層形成用材料として、ポリマー前駆体と反応剤などとを混合した液を熱硬化させる材料を用いることができる。例えば、特開平１０−１５８３５３号公報に記載のＮＣＯブロックプレポリマーと微粉体コーティングアミンとから製造される１液型熱硬化性ウレタン組成物を挙げることができる。その他にも、国際公開第９５／２６３７４号パンフレットに記載のＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーと、２０μｍ以下の固形アミンとからなる１液型熱硬化性ウレタン組成物などを用いることもできる。さらには、性能改善を目的として、難燃剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、滑剤などの添加剤や、無機化合物および／または有機化合物からなる各種フィラーを加えることもできる。
【００６８】
また、ＰＯＦには、上記の保護層を１次被覆層とし、さらに、その外周に２次（または多層）被覆層を設けてもよい。１次被覆が充分な厚みを有している場合には、１次被覆の存在により熱ダメージが減少する。そのため、２次被覆層の素材の硬化温度の制限を、１次被覆層を被覆する場合に比べて緩くすることができる。なお、前述と同様に２次被覆層には、難燃剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、昇光剤、滑剤などを導入してもよい。ただし、難燃剤は、臭素をはじめとするハロゲン含有の樹脂や燐含有のものがあるが、毒性ガス低減などの安全性および環境保護に対する観点から、これらの難燃剤は使用しないことが好ましく、難燃剤として金属水酸化物を使用することが好ましい。一方で、この金属水酸化物は、その内部に結晶水（水分）を有しているが、その製法過程において水分を完全に除去することができない。そのため、金属水酸化物による難燃性被覆は、１次被覆層の外層に耐湿性被覆を設けた後に、その外層に被覆層として設けることが望ましい。
【００６９】
また、複数の機能を付与させるために、様々な機能を有する被覆を積層させてもよい。例えば、前述の難燃化以外に、吸湿を抑制するためのバリア層や水分を除去するための吸湿材料、例えば吸湿テープや吸湿ジェルを被覆層内や被覆層間に有することができ、可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や発泡層などの緩衝材、剛性を向上させるための強化層など、用途に応じて選択して設けることができる。樹脂以外にも構造材として、高い弾性率を有する繊維（いわゆる抗張力繊維）および／または剛性の高い金属線などの線材を熱可塑性樹脂に含有すると、得られるケーブルの力学的強度を補強することができることから好ましい。抗張力繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維が挙げられる。さらに、金属線としてはステンレス線、亜鉛合金線、銅線などが挙げられる。いずれのものも前述したものに限定されるものではない。その他に保護のための金属管の外装、架空用の支持線や、配線時の作業性を向上させるための機構を組み込むことができる。
【００７０】
次に、本実施形態におけるプリフォーム１５の製造方法について、詳細に説明する。ただし、本実施形態は、本発明に係わる一例であり、本発明は、ここに示す形態に限定されるものではない。
【００７１】
図５は、プリフォーム１５を製造する際に用いる重合容器５０の断面図である。重合容器５０は、容器本体５０ａと蓋５０ｂとを有し、本実施形態では、ステンレス製とされている。図５に示すように、重合容器５０は、その内径がアウタークラッド部１１の外径よりもわずかに大きいものが好ましく、後述するように、重合容器５０の回転に連動して、アウタークラッド部１１が回転するように構成されている。なお、上記のように、アウタークラッド部１１が重合容器５０の回転に応じることができるように、重合容器５０の内壁面などには、アウタークラッド部１１を支持する支持部材などを設けることが好ましい。また、重合容器５０の所定の位置には、予め、整合結合の総数に対して不整結合を４％以上含むＰＶＤＦを用いて溶融押出成形により形成した円筒管であるアウタークラッド部１１が収容されている。
【００７２】
先ず、所定の材料からなる栓５１によりアウタークラッド部１１の一方の片端部を塞いだ後、インナークラッド部形成材料５２をアウタークラッド部１１の中に注入する。そして、注入口であるアウタークラッド部１１の他方の端部も栓５１で塞いでから、この重合容器５０を、回転重合装置６０（図６参照）の所定の位置にセットして熱重合を行なう。なお、栓５１は、コア部形成材料に溶解しない素材からなり、かつ可塑剤などを溶出させるような化合物を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）などが挙げられる。また、必要に応じて、アウタークラッド部１１の中にインナークラッド部形成材料５２を注入する前後において、公知の減圧装置によりアウタークラッド部１１や注入物を減圧処理してもよい。これにより、アウタークラッド部１１や注入物の内部に気泡が発生しにくくなる。
【００７３】
図６は、回転重合装置６０の概略図である。回転重合装置６０は、装置本体６１の中に、複数の支持回転部材６２と駆動部６３と温度コントローラ６４とを備えている。支持回転部材６２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。また、その一端は、装置本体６１の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部６３によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。駆動部６３には、モータ、減圧機、コントローラ（図示しない）などが備えられており、このコントローラにより、駆動部６３の駆動が制御される。温度コントローラ６４は、装置本体６１の内部の温度を常時検知し、その検知結果に応じて内部温度を制御する。
【００７４】
図７に、回転重合装置６０による重合反応についての説明図を示す。重合反応を行なう場合には、図７に示すように、隣り合う支持回転部材６２の周面により形成される谷部に重合容器５０が載せられる。そして、駆動部６３により制御される支持回転部材６２の回転に応じて、重合容器５０が回転される。本実施形態では、重合容器５０の回転を、サーフェスドライブ式としているが、重合容器５０の回転方式については、特に限定されるものではない。ただし、駆動部６３による支持回転部材６２の回転速度は、５００〜４０００ｒｐｍとすることが好ましい。より好ましくは、１５００〜３５００ｒｐｍとすることであり、この範囲内で、重合状態などに応じながら、適宜調整することが好ましい。
【００７５】
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。また、支持回転部材６２の内部にも、磁石６２ａ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６２から浮くことを防止することができる。なお、支持回転部材６２から重合容器５０が浮き上がることを防止する方法は、磁石を用いる方法に限定されるものではない。例えば、支持回転部材６２と同様な回転手段を、回転重合装置６０の所定の位置にセットされた重合容器５０の上部に接するように設けて、これを支持回転部材６２と同方向に回転させることで重合容器５０の浮きを防止する方法や、重合容器５０の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て浮きを防止する方法などが挙げられ、本発明にも好適に用いることができる。
【００７６】
アウタークラッド部１１の中にインナークラッド部形成材料５２を注入した重合容器５０を、回転重合装置６０の所定の位置にセットし、その長手方向を略水平にした状態で加熱しながら所望の回転数により回転（水平回転）させる。これにより、インナークラッド部形成材料５２の重合を進行させる。
【００７７】
インナークラッド部１２の中にコア部形成材料を注入した重合容器５０を回転重合装置６０の所定の位置にセットし、その長手方向を略水平にした状態で加熱しながら所望の回転数により回転（水平回転）させる。コア部形成材料が重合を開始すると、インナークラッド部１２の内壁がコア部形成材料により膨潤または溶解し、重合初期段階において膨潤層が形成される。この膨潤層はゲル状態であるため、重合速度は加速（ゲル効果と称する）して界面における反応が進行する（界面ゲル重合）。その結果、界面ゲル重合はインナークラッド部１２の内壁から開始し、径の中心に向かって進行する。このとき、膨潤層の内部へは、分子体積の小さい組成物ほど優先的に入り込むため、重合の進行とともに共存するほかの組成物と比べて分子体積の大きなドーパントが膨潤層から中心方向へと押し出され、屈折率分布を有したコア部１４は形成される。なお、コア部１４を重合させる際には、界面ゲル重合を行なえばよい。以上により、図３（ａ）に示す構造を有するプリフォーム１５を製造することができる。
【００７８】
なお、インナークラッド部１２を形成させるための熱重合を行なう前に、アウタークラッド部１１を立てた状態で予備重合をしてもよい。予備重合を行なう場合には、必要に応じて、所定の回転機構によりアウタークラッド部１１の円管軸を回転中心として回転させてもよい。例えば、アウタークラッド部１１の長手方向をおおむね水平に保ちながら回転させると、アウタークラッド部１１の内壁面全体にインナークラッド部１２を形成させやすい。本実施形態では、インナークラッド部１１やコア部１４を重合させるときに、アウタークラッド部１１の長手方向を水平にしているので、アウタークラッド部１１の内壁面全体に各部材を形成させることができる。ただし、長手方向を略水平にすればよく、その平行具合は、特に限定されるものではないが、回転軸の許容される角度は、水平に対しておおむね５°以内であることが特に好ましい。
【００７９】
本実施形態では、インナークラッド部形成材料５２を重合させるときに、アウタークラッド部１１とインナークラッド部形成材料５２とが拡散混合されて混合部が形成される場合があり、この反応は、塊状重合反応とみなすことができる。塊状重合反応では、各部材での気泡の発生を抑制しながら重合を促進させることができるので、光学特性を低下させずに各部材を形成することができる。また、インナークラッド部１２の内側にコア部１４を形成させる場合にも、その界面付近に混合部が形成される反応と同様にして、界面ゲル重合が起こる。そのため、発泡が抑制され、光の伝送損失の上昇等が発生しない光学特性に優れたコア部１４を得ることができる。なお、コア部形成工程２４では、その重合温度を６０〜１２０℃とし、回転ゲル重合を行う際の重合容器の回転数は５００〜３０００ｒｐｍとすることが好ましい。ただし、重合温度および回転数は、コア部形成材料の種類などに応じて上記範囲を満たすように適宜選択すればよい。
【００８０】
本発明により製造されたＰＯＦ１６は、プラスチック光ケーブルに好適であり、そのケーブル形状は使用形態によって、ＰＯＦ１６を同心円上にまとめた集合ケーブルや、これらを横に一列に並べたテープ状のもの、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめた集合ケーブルなど用途に応じてその形態を選ぶことができる。なお、本発明によるＰＯＦ１６を用いた光デバイスを使用する場合には、接続用光コネクタを用いることにより光デバイスにおける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、Ｆ０５型、ＭＵ型、ＦＣ型、ＳＣ型などの市販の各種コネクタを利用することも可能である。
【００８１】
本発明により得られるＰＯＦ１６には、種々の発光素子を用いることができるが、光の放射角が狭いうえに集積率が上げられ、比較的低い電流で動作することや、構成する元素組成比によって発振波長を変化させることができるので、特開平７−３０７５２５号公報、特開平１０−２４２５５８号公報、特開２００３−１５２２８４号公報の記載の様に、面発光型半導体レーザー（ＶＣＳＥＬ）を光源として用いることが好ましい。また、本発明のＰＯＦ１６と、種々の受光素子、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とを組み合わすことで通信手段として用いることができる。なお、それらに関連する技術は、いかなる公知の技術も適用することが可能であり、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」などが挙げられる。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方式に好適に用いることができる。
【００８２】
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、光分波器などを組み合わせることで、多重化した送受信などを使用した、より高度な光伝送方式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。
【００８３】
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。また、実施例１，２において、共通するプリフォーム１５などの製造条件などは、実施例１でのみ詳細に説明するものとし、実施例２では変更点のみを示す。
【実施例１】
【００８４】
実施例１では、下記に示す方法で製造したプリフォーム１５から、加熱延伸時の条件を変更することにより、外径が異なる３種類のＰＯＦ１６を作製した（実験１−１〜１−３）。なお、いずれも屈折率分布はＧＩ型である。
【００８５】
［実験１−１］
不整結合を４．５％含むＰＶＤＦペレットから、溶融押出成形により内径２０ｍｍ、長さ９０５ｍｍ、外径２０．５ｍｍサイズのＰＶＤＦの円筒管をアウタークラッド部１１として作製した。このとき、アウタークラッド部１１の内壁面の平均粗さＲａ′を測定したところ、０．２３μｍであった。なお、Ｒａ′は、表面粗さ計（キーエンス（株）製 ＶＫ−８５００）により測定した。
【００８６】
アウタークラッド部１１の中空部に、下記のインナークラッド部形成材料を注入した。インナークラッド形成部材料は、重合開始剤として０．０２２モル％のジメチル−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０．１モル％のｎ−ラウリルメルカプタンを混合させた１８５ｇのＭＭＡを使用した。次に、インナークラッド部形成材料を注入したアウタークラッド部１１を、重合容器６２に収容してから、これを長手方向が水平となるように回転重合装置６０にセットし、２０００ｒｐｍで回転させながら７０℃の雰囲気下で８時間の熱重合を行なった。続けて、同回転数で９０℃，４時間の熱重合を行なうことにより、アウタークラッド部１１の内側にインナークラッド部１２を形成した。
【００８７】
続いて、インナークラッド部１２の中空部に、下記のコア部形成材料を常温常圧下で注入した。コア部形成材料は、重合開始剤として０．０４モル％のジメチル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０．１５モル％のｎ−ラウリルメルカプタンと、ドーパントとして７質量％のジフェニルスルフィド（ＤＰＳ）とを混合させた８０ｇのＭＭＡを用いた。なお、ＤＰＳは非重合性組成物である。そして、クラッド部２３を、長手方向が水平となるように、回転重合装置６０にセットして、回転速度を２０００ｒｐｍとして回転させながら７０℃の雰囲気下で１０時間、その後、同回転速度で１２０℃，２４時間の界面ゲル重合を行い、クラッド部２３の中にコア部１４を形成させたＧＩ型ＰＯＦ用母材である中空状のプリフォーム１５を作製した。
【００８８】
完成したプリフォーム１５を、内部温度を２３０℃に調整した加熱炉３０（図２参照）を用いて加熱延伸することにより、ＰＯＦ１６を製造した。加熱炉３０は、高さ４８０ｍｍ、内径８０ｍｍの円筒状の加熱溶融炉を用い、延伸速度を１５ｍ／分、延伸滞留時間を７分とした。また、ＰＯＦ１６は、外径が３１６μｍであり、インナークラッド４２の外径が３００μｍであった。
【００８９】
また、ＰＯＦ１６のアウタークラッド４１の内壁面の平均粗さＲａを測定したところ、０．０６μｍであった。Ｒａの測定は、完成したＰＯＦ１６から、長さ１ｃｍの切断片を採取し、この切断片をさらに長手方向に２等分したものをアセトンに３日間浸漬することで、インナークラッド４２とコア４４とを除去したものをサンプルとし、このサンプルを、表面粗さ計（キーエンス（株）製 ＶＫ−８５００）により測定した。なお、Ｒａ′ならびにＲａの測定方法は、本実施例で行なった全ての実験で適用する。
【００９０】
また、ＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．００２ｄＢと非常に低い値が得られた。なお、曲げ損失は、ＪＩＳ Ｃ６８６１に準じて測定したものであって、長さ５ｍのＰＯＦ１６を、曲がり半径Ｒが１０ｍｍとなるように３６０度曲げて、この曲げた状態での伝送損失値から曲げる前の伝送損失値を引いた差である。
【００９１】
［実験１−２］
実験１−１と同じ材料および製造方法により形成したプリフォーム１５を用いて、ＰＯＦ１６を製造した。ただし、Ｒａ′が０．２３μｍであるアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が４７０μｍであり、インナークラッド４２の外径が４４０μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．０７μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．０１５ｄＢと非常に低い値を示した。
【００９２】
［実験１−３］
実験１−１と同じ材料および製造方法により形成したプリフォーム１５を用いて、ＰＯＦ１６を製造した。ただし、Ｒａ′が０．２３μｍであるアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が７５０μｍであり、インナークラッド４２の外径が７１０μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．０８μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．０４ｄＢと非常に低い値を示した。
【実施例２】
【００９３】
実施例２では、不整結合を３．５％含むＰＶＤＦを用いて、実施例１と同じ製造方法によりプリフォーム１５および、このプリフォーム１５から外径が異なる３種類のＰＯＦ１６を製造した。
【００９４】
［実験２−１］
Ｒａ′が０．２８μｍのアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が３１６μｍであり、インナークラッドの外径が３００μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．１４μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．２２ｄＢと高い値を示した。
【００９５】
［実験２−２］
Ｒａ′が０．２８μｍのアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が４７０μｍであり、インナークラッドの外径が４４０μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．１５μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．４３ｄＢと高い値を示した。
【００９６】
［実験２−３］
Ｒａ′が０．２８μｍのアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が７５０μｍであり、インナークラッドの外径が７１０μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．１６μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．６７ｄＢと非常に高い値を示した。
【００９７】
実施例１，２の結果から、口径サイズに係わらず、アウタークラッドの内壁面の平均粗さＲａを０．１μｍ未満とすると、アウタークラッドとインナークラッドとの界面における光の損失が低減し、曲げ損失に優れるＰＯＦを製造することができることを確認した。この原因としては、アウタークラッドのＲａが０．１μｍ未満の場合には、非常に結晶サイズが小さい構造のため、光の散乱や外部への漏れを防止する効果を得ることができると考えられる。なお、上記のようなＲａを満たすアウタークラッドを形成するには、整合結合の総数に対する不整結合の含まれる割合が４％以上であるＰＶＤＦを用いて、所望の重合温度や加熱延伸温度によりＰＯＦを製造すればよいことも確認した。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係わるＰＯＦの製造工程を示す概略図である。
【図２】プリフォームを加熱延伸する際に用いる加熱炉の一例の概略図である。
【図３】（ａ）本発明に係わる一例のプリフォームの径方向における断面図であり、（ｂ）は本発明に係わる一例のプリフォームの径方向における屈折率分布図である。
【図４】（ａ）本発明に係わる一例のＰＯＦの径方向における断面図であり、（ｂ）は本発明に係わる一例のＰＯＦの径方向における屈折率分布図である。
【図５】重合容器の一例の断面図である。
【図６】回転重合装置の一例の概略図である。
【図７】回転重合容器の回転方法についての説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１１ アウタークラッド部
１２ インナークラッド部
１４ コア部
１５ プリフォーム
１６ プラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）
２０ アウタークラッド部形成工程
２５ 加熱延伸工程
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光学材料の代表であるプラスチック光ファイバ素線（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ；以下、ＰＯＦと称する）は、原料としてプラスチックを使用するため、石英系光ファイバ素線に比べて、低コストでありながら、軽量で加工性に優れるなどの長所を有する。また、容易にＰＯＦの大口径化を行なうことができ、さらには、優れた可撓性により曲げ許容性が高いという特長も有する。そのため、光の伝送損失は大きいので長距離用の光伝送体としては向いていないが、伝送損失の大きさがあまり問題とならない家庭用や車載用途など短距離用の光伝送体としては非常に好適であり、注目されている。
【０００３】
ＰＯＦは、コアと、このコアの外周に配されコアよりも低屈折率を示すクラッドとから構成される。コアは実際に光が伝播する部材であり、クラッドはコア中を伝播する光が外に漏れるのを防止するための部材である。このように、性質の異なる部材の組合せであるＰＯＦは、コアに入射した光を、屈折率の異なるコアとクラッドとの界面で全反射させることにより、光を伝播させて光伝送体としての機能を発揮する。また、ＰＯＦは、径方向での屈折率分布の違いにより、グレーテッドインデックス（ＧＩ）型、ステップインデックス（ＳＩ）型、マルチステップインデックス（ＭＳＩ）型と大別できる。この中でも、最近、高い伝送容量を有するＰＯＦとして、ＧＩ型ＰＯＦが注目されている。ＧＩ型ＰＯＦは、光の発散や乱反射を防止して、少ない伝送損失にも係わらず高速伝送を実現することができる光伝送体である。
【０００４】
ＧＩ型ＰＯＦをはじめ、一般的なＰＯＦの製造方法は、コアの前駆体であるコア部とクラッドの前駆体であるクラッド部とを含むプリフォームを、加熱手段により加熱延伸することでＰＯＦを得る方法が用いられている。より詳細には、先ず、クラッドの前駆体である円筒状のクラッド部を用意し、この中にコア部を形成する重合性組成物を注入した後、円筒管ごと回転重合させて、クラッド部の内側にコア部を有するプリフォームを形成する。そして、プリフォームを加熱延伸することにより、所望の径のＰＯＦを製造する。
【０００５】
ただし、ＰＯＦはプラスチックで構成されているために、優れた曲げ許容性を示す一方で、曲げによる伝送損失（以下、曲げ損失と称する）が発生しやすい。曲げ損失が発生すると、ＰＯＦの光伝送体としての機能が著しく低下してしまう。そこで、曲げ損失を低減することができるＰＯＦとして、非結晶性含フッ素重合体をマトリックスとする層（内層）を少なくとも２層有し、この内層の外側に、内層の最外部に対して屈折率が０．００１以上低い含フッ素重合体を有するＧＩ型ＰＯＦ（例えば、特許文献１参照）や、ＰＯＦの外周に空隙を形成しながら被覆層を設けたプラスチック光ファイバケーブル（例えば、特許文献２参照）が提案されている。また、ＰＯＦの外周に発泡樹脂から形成される被覆層を設けたプラスチック光ファイバケーブル（例えば、特許文献３参照）や、互いに弾性率の異なる２層の被覆層を外周に設けたＰＯＦ（例えば、特許文献４参照）や、Ｃ−Ｈ結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなる内層と、含フッ素重合体からなる外層とからなるＰＯＦ（例えば、特許文献５参照）が提案されている。さらには、曲げ損失を低減したＰＯＦの製造方法として、所定の屈折率分布を有する母材の外周に非晶質熱可塑性樹脂組成物を押出被覆した後、これらを同時に加熱しながら延伸することにより、所望の径のＰＯＦとする方法（例えば、特許文献６参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平８−３０４６３６号公報
【特許文献２】特開平９−２１８３２７号公報
【特許文献３】特開平９−２３６７３５号公報
【特許文献４】特開平１１−３３７７８１号公報
【特許文献５】特開２００２−０７１９７２号公報
【特許文献６】特開２０００−０９８１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、外側の層に結晶性の含フッ素重合体を用いる場合には、外側の層の内壁に球晶による凹凸が存在するので、外層と内層との界面で光が散乱してしまう。一方で、外側の層に非結晶性の含フッ素重合体を用いる場合には、モノマーなどに対する耐溶剤性に劣るため、その内側にモノマーを使用して光伝送路となるコアを形成することが困難であるなどの問題が生じる。また、ＰＯＦと保護被覆層との間に空隙を形成する場合には、空隙の形状や厚みを制御することが困難であり、発泡層を形成する場合には、発泡樹脂の発泡の程度を調整することが困難であるため、いずれの場合も、ＰＯＦの線径変動や非円率が悪化してしまう等の問題が生じる。
【０００７】
また、弾性率の異なる被覆層を設ける場合、曲げにより生じる構造不整を低減するには有効であるが、外部へ光が漏れたり、クラッドとコアとの界面で光が散乱したりする曲げ損失を低減することは難しい。さらに、光伝送路となるコアが細径の場合には、ＰＯＦ同士を接続させることが困難となるため、作業性が低下する等の新たな問題が生じる。したがって、生産性を低下させることなく、曲げや光の散乱により発生する曲げ損失を低減したＰＯＦの製造方法の提案が望まれている。
【０００８】
本発明は、生産性の低下などを招くことなく、曲げや光の散乱等に起因する曲げ損失を低減したＰＯＦを製造することができる方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）は、プリフォームを加熱延伸することにより形成される円筒状のクラッドとクラッドの内側に配され光の伝送路となるコアとを有するＰＯＦにおいて、クラッドは、円筒状のアウタークラッドとアウタークラッドの内側に配されるインナークラッドとを有し、アウタークラッドの内壁面の平均粗さＲａ（μｍ）が０．１μｍ未満であることを特徴とする。また、アウタークラッドは、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置にある単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデンからなることが好ましい。なお、コアは、径の中心から外側に向かうにしたがい連続的に屈折率が低くなることが好ましい。
【００１０】
本発明のＰＯＦの製造方法は、円筒状のクラッドと、クラッドの内側に配され、光の伝送路となるコアとを有するプラスチック光ファイバ素線を製造する方法において、クラッド部は、円筒状のアウタークラッド部とアウタークラッド部の内側に配されるインナークラッド部とを含み、第１重合性組成物を重合させた樹脂を溶融押し出し成形してアウタークラッド部を形成した後、このアウタークラッド部の中に第２重合性組成物を注入して重合させることにより、インナークラッド部を形成させるクラッド部形成工程と、インナークラッド部の中に第３重合性組成物を注入し重合させることによりコア部を形成して前記プリフォームを作製した後、プリフォームを加熱延伸することにより、プリフォームを所望の径のプラスチック光ファイバ素線とする加熱延伸工程とを有し、第１重合性組成物を重合させた樹脂として、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置の単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデンを使用することを特徴とする。
【００１１】
また、加熱延伸工程において前記プリフォームを加熱延伸させることで、アウタークラッド部を、内壁面の平均粗さＲａ（μｍ）が０．１μｍ未満であるアウタークラッドとすることが好ましい。なお、加熱延伸工程では、プリフォームを１８０〜３００℃に加熱することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、曲げても、光が散乱したり、外部に漏れたりすることなく低伝送損失を実現しながら光を伝送することができるＰＯＦを提供することが可能となる。また、このような曲げ損失を低減したＰＯＦを、連続して生産することできる製造方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に関して、実施形態を示しながら説明する。なお、本実施形態は、本発明に係わる一例の形態であり、特に限定されるものではない。
【００１４】
図１に、本発明に係るプラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）の製造工程の流れを示す。本発明のＰＯＦ製造工程１０は、アウタークラッド部形成工程２０とインナークラッド部形成工程２１とを含むクラッド部形成工程２３と、コア部形成工程２４と、加熱延伸工程２５とを有する。
【００１５】
先ず、アウタークラッド部形成工程２０で、円筒状のアウタークラッド部１１を形成する。アウタークラッド部１１は、プリフォーム１５の外殻部をなす部材であり、重合性組成物を重合して得られる重合体である。アウタークラッド部１１を形成する方法としては、例えば、所望の重合性組成物（アウタークラッド部形成材料と称する）を市販の溶融押出成形機によりアウタークラッド部パイプとして形成する方法（以下、溶融押出成形と称する）や、アウタークラッド部形成材料を既製のパイプに注入した後、これを回転重合させることにより、中空状のアウタークラッド部１１を形成する方法（以下、回転重合方法）等が挙げられる。本発明では、いずれの方法も好適に用いることができ、適宜選択すればよい。なお、本実施形態では、溶融押出成形を適用する。
【００１６】
アウタークラッド部形成材料としては、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置にある単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を使用することがより好ましい。なお、ＰＶＤＦに含まれる不整結合の割合は、ＰＶＤＦの重合方式により異なる。ＰＶＤＦの重合方式としては、懸濁重合法および乳化重合法が挙げられる。懸濁重合法とは、水中に分散したモノマー類を重合させることによりビーズ状のポリマーを得る方法であり、乳化重合法とは、モノマー類に乳化剤（界面活性剤）を添加して、重合させることによりポリマーを得る方法である。そして、乳化重合法により得られるＰＶＤＦは、不整結合の含まれる割合が４％以上含まれている場合が多い。したがって、本発明に用いるＰＶＤＦは、乳化重合法により重合されたものであることが好ましい。このようなＰＶＤＦを用いてアウタークラッド部１１を形成すると、耐溶剤性に優れるとともに、内壁面の平均粗さが小さいＰＯＦ１６を形成することができる。これにより、曲げによる伝送損失の低減や、光の漏れを抑制して低伝送損失のＰＯＦを得ることができる。
【００１７】
アウタークラッド部形成工程２０において、アウタークラッド部形成材料を加熱重合する際の重合温度は、特に限定されるものではないが、１８０〜２４０℃であることが好ましい。これにより、アウタークラッド部形成材料を加熱溶融させて、成形に好適な粘度とすることができ、さらには、不整結合を所定の範囲で含むＰＶＤＦを用いる場合には、整合結合の総数に対する不整結合の含まれる割合を向上させることで、結晶サイズが小さく、かつ内壁面の平均粗さが小さいアウタークラッド部１１を形成することができる。なお、本発明での平均粗さＲａとは、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値（μｍ）である。ただし、その測定方法は、特に限定されるものではなく、市販の粗さ測定機を使用することができる
【００１８】
なお、結晶性含フッ素ポリマーである、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）も本発明に使用することができるほか、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ができる。さらには、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を挙げることができる。ただし、いずれのポリマーも、ポリマーが有する整合結合の総数に対する不整結合の含まれる割合が４％以上のものを用いるようにする。
【００１９】
インナークラッド部形成工程２１では、材料注入工程２８において、円筒状のアウタークラッド部１１の中に、インナークラッド部１２を形成させる所望の重合性組成物（インナークラッド部形成材料と称する）を注入する。続けて、重合工程２９において、インナークラッド部形成材料を所望の温度に加熱しながら重合させて（熱重合）、円筒状のインナークラッド部１２を形成する。
【００２０】
重合工程２９では、重合温度を５０〜１００℃となるように調整することが好ましい。より好ましくは、重合温度を６０〜１００℃とし、特に好ましくは、重合温度を７０〜１００℃とすることである。これにより、インナークラッド部形成材料の重合度を効率よく高めることができる。ただし、重合温度が１００℃を超えると、インナークラッド部形成材料が熱ダメージを受けてしまうので、ポリマーの劣化や発泡が生じるおそれがある。一方で、重合温度が５０℃未満の場合には、インナークラッド形成材料等の重合度を促進させるには低温すぎる。また、重合工程２９での重合時間は、十分な重合度を確保しながらも、生産性を低下させることなく作業を行うために、４〜３０時間とすることが好ましい。より好ましくは、６〜２５時間であり、特に好ましくは８〜２０時間である。なお、重合工程２９での温度や時間は、所定の範囲を満たすものであれば、材料の種類や配合量などに応じて、適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。
【００２１】
ところで、重合工程２９では、インナークラッド部形成材料が重合を開始した初期段階で、加熱により溶融したアウタークラッド部１１の一部（特に、内壁面付近）とインナークラッド部形成材料とが混合し、混合部が形成される場合がある。この混合部は、光の散乱や外部に光が漏れることを抑制する効果を発揮するため、存在することはむしろ好ましい。なお、混合部は、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２とが拡散混合して生成するので、結晶化が抑制された状態にあり、このような構造の説明は、例えば、日本化学学会誌 ＮＯ．２ ２０００,１１５〜１２０項「ＰＶＤＦ／ＰＭＭＡブレンドの紫外線透過特性と相溶性との関係」等に示された、非晶性ポリマーと結晶性ポリマーとのブレンドによって結晶性を消失していることからも理解できる。
【００２２】
また、インナークラッド部形成工程２１では、材料注入工程２８でアウタークラッド部１１の中にインナークラッド部形成材料を注入した後、しばらく、重合を開始させない条件下で、これらの入ったパイプを回転させることが好ましい。このとき、アウタークラッド部１１の内壁面は膨潤してインナークラッド部形成材料に溶解する。これにより、アウタークラッド部１１の内壁面の微細な凹凸部が積極的に削られて、内壁面の平滑性を向上させることができるので、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２との密着性を向上させて、光の漏れなどを防止する効果を向上させることができる。ところで、上記のパイプの回転向きは、特に限定されるものではなく、長手方向を軸にして水平回転させてもよいし、垂直向きに回転させてもよい。なお、以下の説明においては、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２とを合わせてクラッド部２３とする。
【００２３】
コア部形成工程２４では、インナークラッド部１２の中にコア部１４を形成させる材料（コア部形成材料と称する）を注入した後、これを重合させてコア部１４を形成する。これにより、クラッド部２３の内側にコア部１４を有するプリフォーム１５を製造することができる。なお、コア部形成材料の重合に係わる重合温度や時間等の諸条件は、インナークラッド部形成工程２１での条件を適用させれば良いので、説明は省略する。
【００２４】
形成したプリフォーム１５を加熱延伸工程２５に供することで、所望の径のＰＯＦ１６を製造する。図２は、加熱延伸工程２５を説明する概略図である。図２に示すように、加熱延伸工程２５では、加熱炉３０内部の所定の位置にセットされたプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱して一部を軟化させた後、軟化箇所の先端部１５ａを始点として線引き（延伸）を行なうことでＰＯＦ１６とする。そして、ＰＯＦ１６を線径モニタ３１に通してから、巻取装置（図示しない）の巻取ロール３２に巻き取ってロール状のＰＯＦ１６を製造する。このように、線引きしている際に、線径モニタ３１によりＰＯＦ１６の外径を常時モニタリングし、この測定結果に応じて、加熱炉３１内でのプリフォーム１５の位置や、加熱炉３１の温度、巻取装置の巻取速度などを適宜調整すると、常に略一定の外径を有するＰＯＦ１６を得ることができる。
【００２５】
なお、加熱炉３０の内部に、不活性ガスを供給する供給装置（図示しない）を取り付けて、不活性ガスを送り込みながらプリフォーム１５を加熱延伸すると、熱ダメージによる劣化を防ぎながらＰＯＦ１６を得ることができる。不活性ガスは、特に限定されるものではないが、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガスおよびアルゴンガスなどが挙げられる。ただし、コストの点から、窒素ガスを用いることが好ましく、熱伝導効率の点からは、ヘリウムガスを用いることが好ましい。また、ヘリウムガスとアルゴンガスとの混合ガスのような複数種類のガスが混合している混合ガスを用いることもできる。
【００２６】
加熱延伸工程２５では、プリフォーム１５の加熱延伸温度を、１８０〜３００℃となるように調整することが好ましい。より好ましくは、２００〜２９０℃であり、特に好ましくは、２２０〜２８０℃である。これにより、プリフォーム１５を構成するクラッド部２３やコア部１４の重合度をより高めることができる。さらには、アウタークラッド部形成材料の結晶化を抑制し、より結晶サイズの小さいアウタークラッド部１１を得ることができるので、曲げても、光の散乱が生じたり、外部へ光が漏れたりすることのないプリフォーム１５を得ることができ、その結果、同等の効果を有するＰＯＦ１６を製造することができる。ただし、加熱延伸温度が３００℃を超えると、例えば、アウタークラッド部形成材料としてＰＶＤＦを用いる場合には、ＰＶＤＦが熱分解してフッ化水素ガスが発生してしまために、アウタークラッド部１１に気泡が生じることにより、プリフォーム１５ならびにＰＯＦ１６の光学特性が著しく低下する。
【００２７】
なお、プリフォーム１５の加熱延伸時間を長くすると、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２との界面付近に存在する混合部の重合度を向上させることができるので、混合部が加熱延伸されてなる混合部の厚みを十分確保したＰＯＦ１６を得ることが可能となる。したがって、加熱延伸時間は、できる限り長時間化することが好ましい。ただし、加熱延伸時間が長くなるほど、製造時間の長時間化により生産性が低下したり、長時間、プリフォーム１５が高温に晒されるので、構成する部材が劣化するなどの問題が生じる。そのため、優れた生産性を確保しながら、かつ十分な厚みの混合部を得ることを目的として、加熱延伸時間は、１〜８０分とすることが好ましい。より好ましくは、加熱延伸時間を、２〜６０分とすることであり、特に好ましくは、３〜４０分とすることである。また、上記のような加熱延伸時間や、製造するＰＯＦ１６の所望の径を考慮し、プリフォーム１５の延伸速度を３〜１５ｍ／分の範囲を満たす中で、適宜選択しながら調整することが好ましい。
【００２８】
なお、加熱延伸温度や加熱延伸時間は、所定の範囲内において、プリフォーム１５を構成する材料に応じて適宜決定すればよい。ただし、ＧＩ型ＰＯＦを製造する場合には、その断面円形の中心から円周に向け屈折率が変化するため、この屈折率変化を破壊しないように、加熱と延伸とを均一に行う必要があるため、加熱炉３０として、プリフォーム１５を径方向において同心円状に均一に加熱することができるような円筒形状の形態を用いることが好ましい。
【００２９】
なお、プリフォーム１５の延伸張力は、特開平７−２３４３２２号公報に記載されているように、軟化したポリマーを配向させるため、０．０９８Ｎ以上とすることが好ましい。また、特開平７−２３４３２４号公報に記載されているように、加熱延伸後に分子配向の歪みを残さないようにするために０．９８Ｎ以下とすることが好ましい。ただし、この延伸張力は、目的とするＰＯＦ１６の直径や、構成する材料の種類に応じて最適な値が変わるために、適宜調整することが必要である。その他にも、本発明では、特開平８−１０６０１５号公報に記載されているように、加熱延伸時の前の段階で、予備加熱を行うこともできる。
【００３０】
次に、本発明に係わるプリフォーム１５およびＰＯＦ１６について説明する。
【００３１】
図３（ａ）に、本発明でのプリフォーム１５の一例における径方向での断面図を示す。プリフォーム１５は、同心円形であり、光を閉じ込めるクラッド部２３と光の伝送路となるコア部１４とを有する。また、クラッド部２３は、アウタークラッド部１１とアウタークラッド部１１の内側に配されるインナークラッド部１２とを含み、コア部１４の中央部付近には、空洞部３５が形成されている。
【００３２】
アウタークラッド部１１およびインナークラッド部１２は、いずれも円筒状であり、外径および内径が長手方向に一定かつ、厚みが均一である。本実施形態では、溶融押出方法により、結晶性フッ素ポリマーであり、所定の割合で不整結合を有するＰＤＶＦを用いてアウタークラッド部１１を形成する。また、インナークラッド部１２は、非晶質ポリマーより形成される円筒状の重合体である。本実施形態では、アウタークラッド部１１の中にインナークラッド部形成材料としてＭＭＡを注入し、これを熱重合させることによりＰＭＭＡを主成分とするインナークラッド部１１を形成する。なお、アウタークラッド部１１およびインナークラッド部１２は、共に１種類の重合体で構成された単量体に限定されるものではなく、２量体や３量体、または、複数種の重合性組成物を混合させて形成させた混合重合性組成物を含んでいてもよく、特に限定はされない。
【００３３】
本実施形態では、コア部形成材料として、ＭＭＡと屈折率調整剤（ドーパント）であるＤＰＳとを混合させた混合材料を用いる。そして、この混合材料をインナークラッド部１２の中に注入した後、界面ゲル重合させて、主成分がＰＭＭＡからなり、図３（ｂ）に示すような屈折率分布を有するコア部１４を形成させる。以上により、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２とを含むクラッド部２３の内側にコア部１４を配したプリフォーム１５を得ることができる。なお、プリフォーム１５を構成する各部材に関して、アウタークラッド部１１の外径は、特に限定されるものではないが、光の漏れや光の散乱を防止する効果を十分に得るために、その外径を２０〜３２ｍｍとすることが好ましい。また、光伝送特性に優れるプリフォーム１５を得るためにも、インナークラッド部１２の厚みは、３〜１０ｍｍとすることが好ましく、コア部１４の厚みは、２〜１０ｍｍとすることが好ましい。
【００３４】
なお、図３（ａ）では、各部材の境界を説明の便宜上示しているが、各部材を形成する際の界面ゲル重合反応などの進行程度にしたがい、境界が明確でない場合や、界面が消失する場合等があるので、実際には、目視により確認できない場合が多い。また、図３（ａ）では、中央付近に空洞部３５を有するプリフォーム１５を示したが、空洞部３５の断面円形の径とプリフォーム１５の外径とに対する比率やその有無は、製造条件に応じて変動するものである。したがって、製造途中においては、空洞部３５が消失する場合もある。
【００３５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のプリフォーム１５に対応する径方向での屈折率分布図である。なお、図３（ｂ）の横軸はプリフォーム１５の半径方向であり、縦軸は屈折率の高さを表すが、縦軸の上方向に向かうほど屈折率が高い。また、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図３（ａ）でのアウタークラッド部１１の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲は、インナークラッド部１２の屈折率であり、符号（Ｃ）で示される範囲は、コア部１４の屈折率である。そして、符号（Ｄ）で示される範囲は、空洞部３５に対応する範囲であり、値がないものとして示している。
【００３６】
図３（ｂ）に示すように、プリフォーム１５は、径の中心から外側に向かうにしたがい連続的に屈折率が低くなっている。このように屈折率分布は、一般的にＧＩ型と呼ばれ、外部に光が漏れにくく、光の散乱が起こりにくいので、低伝送損失かつ広伝送帯域のＰＯＦ１６を得ることができる。このような屈折率分布を発現させる方法としては、主に、屈折率の異なる材料を使用する方法と、屈折率分布剤（ドーパント）を使用する方法とが挙げられ、本発明では、いずれの方法も好適に用いることができるが、本実施形態では、アウタークラッド部形成材料よりも高屈折率である材料をインナークラッド部形成材料として使用し、さらに、インナークラッド部形成材料よりも屈折率が高い材料を、コア部形成材料として使用することで、上記のような屈折率分布を有するプリフォーム１５を形成している。なお、ドーパントに関しては、後で詳細に説明する。
【００３７】
このプリフォーム１５から得られるＰＯＦ１６について説明する。図４（ａ）は、ＰＯＦ１６の径方向での一例の断面図である。ＰＯＦ１６は、クラッド部２３が加熱延伸されることにより得られるクラッド４３と、同様にコア部１４から得られるコア４４とを有する。さらに、クラッド４３は、アウタークラッド４１とインナークラッド４２とを含む。なお、プリフォーム１５に存在していた空洞部３５は、加熱延伸されて細径とされる際に塞がれて消失する。なお、ＰＯＦ１６を構成する各部材は、プリフォーム１５を構成する各部材の前駆体と比べて細径となっている。これは、プリフォーム１５を長手方向に加熱延伸することでＰＯＦ１６を形成するためである。
【００３８】
図４（ｂ）は、ＰＯＦ１６の径方向における屈折率分布である。図４（ｂ）の縦軸および横軸は、図３（ｂ）と同様であり、説明は省略する。なお、図４（ｂ）において、横軸の符号（Ｆ）で示される範囲は、図４（ａ）におけるアウタークラッド４１の屈折率であり、符号（Ｇ）で示される範囲は、図４（ａ）におけるインナークラッド４２の屈折率であり、符号（Ｈ）で示される範囲は、図４（ａ）におけるコア４４の屈折率である。ＰＯＦ１６はプリフォーム１５に比べて、各部材の重合度が変化し、細径となっているが、光学特性は略同一である。そのため、図４（ｂ）に示すように、ＰＯＦ１６の径方向における屈折率分布の傾向は、プリフォーム１５と略同一である。すなわち、アウタークラッド４１の屈折率が最も低く、次いで、インナークラッド４２、コア４４の順に次第に高くなる。
【００３９】
したがって、下記の式（１）のｇで求められる、本発明に係わるプリフォーム１５およびＰＯＦ１６の屈折率分布係数は略同一である。下記式（１）において、Ｒはプリフォーム１５またはＰＯＦ１６の外径であり、ｒは断面円形の中心から測定位置までの距離であり、ｎ１は断面径方向における屈折率の最大値であり、ｎ２は断面径方向における屈折率の最小値であり、Δは（ｎ１−ｎ２）／ｎ１で表される値である。なお、本実施形態において例示されるプリフォーム１５ならびにＰＯＦ１６の屈折率分布係数は、０．５〜４．０であることが好ましく、より好ましくは１．５〜３．０であり、理想的には２．０である。
（１） ｎ（ｒ）＝ｎ１｛１−２（ｒ／Ｒ）g ×Δ｝1/2 ＝ｎ１（１−２Δ）1/2
【００４０】
本発明のアウタークラッド４１の内壁面の平均粗さは、０．１μｍ未満であることを特徴とする。本実施形態のように、アウタークラッド部形成材料として、整合結合の総数に対する不整結合の含まれる割合が４％以上のＰＶＤＦを使用し、これを所定の温度で溶融させて、押出成形することによりアウタークラッド部１１を形成し、さらに、このアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を加熱延伸工程２５に供すると、球晶の成長速度が抑制され、結晶サイズの小さなアウタークラッド４１を形成することができる。そのため、内壁面の平均粗さＲａが０．１μｍ未満と非常に小さいアウタークラッド４１を形成することができる。このようなアウタークラッド４１を有するＰＯＦ１６は、曲げによる光の散乱や外部への漏れを防止する優れた効果を得ることができるので、曲げ損失は非常に小さい。
【００４１】
なお、上記のＰＯＦ１６の曲げ損失は、インナークラッド４２の径方向での直径をＤ（ｍｍ）とするとき、下記の式（２）の範囲にまで低減することができる。ただし、Ｄは３００＜Ｄ＜７１０とし、この範囲を満たすように延伸倍率を調整してＰＯＦ１６を製造する。
（２） −０．０１５＋０．１×Ｄ1.5 ＜Ｘ＜０．３＋０．１×Ｄ1.5
【００４２】
また、このＰＯＦ１６の外周に樹脂を被覆して保護被覆層を設けると、プラスチック光ファイバコード（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ；以下、コードと称する）を得ることができる。保護被覆層を設ける方法は、特に限定されるものではなく、例えば、熱可塑性樹脂を用いて押出成形により形成する方法が挙げられる。このとき、同種または異なる種類の樹脂を被覆してもよい。以上により、難燃性や耐候性などの特性をＰＯＦ１６に付与して、所望の特性を有するコードを得ることができる。なお、この保護被覆膜を形成する工程は、図１に示すＰＯＦ製造工程１０の加熱延伸後に行なっても良いし、ＰＯＦ製造工程１０とは別工程で行なうこともできる。
【００４３】
また、このコードを複数本束ねるなどしてから、その外周を樹脂などで被覆すると、プラスチック光ファイバケーブル（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ；以下、ケーブルと称する）を得ることができる。本発明では、ＰＯＦ１６の外周に保護被覆層を設けた光ファイバを、プラスチック光ファイバ心線または、コードと称し、この１本のコードの外周に、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する。そして、コードを抗張力線などとともに、複数本組み合わせた後、その外周に被覆を施したものをマルチファイバケーブルと称し、上記のケーブルとは、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んだものの総称とする。
【００４４】
なお、アウタークラッド部１１とインナークラッド部１２とを含むクラッド部２３およびコア部１４の材料は、光伝送の機能を損なわない限りにおいて特に限定されるものではないが、有機材料として光透過性が高い材料が好ましい。また、コア部１４の材料は、光の散乱が生じないように、非晶性のポリマーを用いることが好ましく、クラッド部２３を形成する材料と、互いに密着性に優れるポリマーであることが好ましい。さらには、タフネスなどに示される機械的特性に優れ、耐湿熱性等にも優れている材料であることがより好ましい。
【００４５】
ただし、本発明では、アウタークラッド部形成材料として、結晶性フッ素ポリマーを使用する。結晶性フッ素ポリマーとは、分子構造の中に長い鎖状の分子が規則的に並んだ結晶性領域と、分子が規則的に並んでいない非結晶性領域とが混在したフッ素系樹脂である。このように結晶性フッ素ポリマーを使用してアウタークラッド部１１を形成すると、耐溶剤性に優れるＰＯＦを形成することができる。結晶性フッ素ポリマーとしては、例えば、本実施形態で使用したポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が挙げられるが、この他にも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が挙げられる。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）共重合体等を用いることもできる。さらには、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等のフッ化（メタ）アクリレートとの共重合体を挙げることができる。
【００４６】
インナークラッド部形成材料およびコア部形成材料としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル類（フッ素不含（メタ）アクリル酸エステル（ａ）、含フッ素（メタ）アクリル酸エステル（ｂ）、スチレン系化合物（ｃ）、ビニルエステル類（ｄ）、主鎖に環状構造を含むフッ素系ポリマー（ｅ）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡ等を重合性組成物として用いて重合させたもの、ノルボルネン系樹脂等とすることができる。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。
【００４７】
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。
【００４８】
また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、１−トリフルオロメチル−２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレートなどが挙げられる。
【００４９】
さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテートなどが挙げられる。（ｅ）のように主鎖に環状構造を有するポリマーとしては、もともと環状構造をもっていたモノマーを重合することにより得られるポリマーや、環化重合によって非結晶構造の主鎖に環状構造が形成されたポリマー等が挙げられ、例えば、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号公報等に記載される主鎖に脂肪環または複素環をもつポリマー、特開２００２−７１９７２号公報及び特願２００４−１８６１９９号に記載されるもの等が伝送特性の点で好ましい。もちろん、これらに限定されるものではなく、重合性組成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、光伝送体に成型されたときに所定の屈折率分布を成型体のなかで有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００５０】
なお、アウタークラッド部形成材料は、形成したアウタークラッド部がインナークラッド部よりも屈折率が低くなるようなポリマーを選択して使用することが好ましい。さらに、水分がコアに侵入することをできるだけ防ぐことを目的として、クラッド部であり、特にアウタークラッド部形成材料としては吸水率が低いものを選択することが好ましい。例えば、アウタークラッド部形成材料は、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、アウタークラッド部が１．５％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることであり、さらに好ましくは、１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、この飽和吸水率は、ＡＳＴＭによるＤ５７０により基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。
【００５１】
なお、プリフォームを構成する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。
【００５２】
さらに、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。
【００５３】
また、プリフォームを形成するポリマーは、プリフォームを好適に延伸できるという観点から、重量平均分子量が１〜１００万であることが好ましく、より好ましくは３〜５０万である。さらに、延伸に対する適性は、分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）にも関係している。ＭＷＤが大きすぎる場合には、極端に分子量の大きい成分が混在しているときに延伸性が悪くなり、延伸が不可能となることもある。したがって、好ましいＭＷＤの範囲は４以下であり、より好ましい範囲は３以下である。
【００５４】
重合させてポリマーとする場合においては、重合開始剤を使用する場合がある。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。このようなラジカルを生成するものとしては、例えば、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
ドーパントは、上記のような重合性組成物とは異なる屈折率を有する化合物である。その屈折率差は０．００５以上であることが好ましい。ドーパントは、これを含有するポリマーが無添加のポリマーと比較して、屈折率が高くなる性質を有する。これらは、特許３３３２９２２号公報や特開平５−１７３０２６号公報に記載されているような、モノマーの合成によって生成されるポリマーとの比較において、溶解性パラメータとの差が、７（ｃａｌ／ｃｍ3 ）1/2 以内であると共に、屈折率の差が０．００１以上であり、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して屈折率が変化する性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件（加熱および加圧などの重合条件）下において安定であるものを、いずれも用いることができる。
【００５８】
また、ドーパントは重合性組成物であってもよい。重合性組成物のドーパントを用いた場合には、これを共重合成分として含む共重合体が、これを含まない重合体と比較して、屈折率が上昇する性質を有するものを用いることが好ましい。上記性質を有し、重合体と安定した共存が可能で、かつ、前述のコア用モノマーあるいはインナークラッド原料である重合性組成物の各種重合条件（加熱および加圧などの重合条件）下において安定であるものを、ドーパントとして用いることができる。本実施の形態では、コア用モノマーにドーパントを含有させ、コアを形成する工程において界面ゲル重合法により重合の進行方向を制御し、屈折率調整剤の濃度に傾斜を持たせ、コアに屈折率調整剤の濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成する方法を例示しているが、それ以外にもプリフォーム形成後に屈折率調整剤を拡散させる方法も知られている。以下、屈折率の分布を有するコア部を屈折率分布型コア部と称する。このようにして屈折率分布型コア部を形成することにより得られる光学部材は、広い伝送帯域を有する屈折率分布型プラスチック光学部材となる。
【００５９】
ドーパントとしては、例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、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。また、ドーパントは、例えば、トリブロモフェニルメタクリレートのように重合性組成物でもよく、その場合、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性ドーパントとを共重合させるので、種々の特性（特に光学特性）の制御がより困難となるが、耐熱性の面では有利となる可能性がある。そして、コアにおけるドーパントの濃度および分布を調整することによって、プラスチック光ファイバの屈折率を所望の値に変化させることができる。
【００６０】
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、用いるコア部形成材料として使用するモノマー（コア部形成用モノマー）の種類などに応じて、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、コア部形成用モノマーに対して、０．００５〜０．１５０質量％となるように添加しているが、この添加率を０．０１０〜０．１００質量％とすることがより好ましい。また、連鎖移動剤は、コア部形成用モノマーに対して、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。そして、本実施形態のように、ドーパントを添加する場合には、コア部形成用モノマーに対して、その添加率を１〜５０質量％の範囲で調整することが好ましい。
【００６１】
その他、コア、クラッド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、コアの少なくとも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使用することができる。これらの添加剤も、原料となる各種重合性組成物に添加した後、重合することによって、コア、クラッドもしくはそれらの一部に含有させることができる。
【００６２】
ＧＩ型ＰＯＦとなるプリフォームの製造方法は、本実施形態や特許３３３２９２２号公報に記載されているように、クラッドとなる樹脂の中空管を作成した後、この管内にコアを形成する樹脂組成物を注入してから、塊状重合法の一種である界面ゲル重合法によりポリマーを重合することによりコアを形成する方法を例示することができる。この場合の重合条件、つまり重合温度や順号時間は、用いるモノマーや重合開始剤により適宜選択すればよい。他にも、国際公開第０３／１９２５２号パンフレット記載の重合条件を適用することにより、密度揺らぎのないコア部を形成することができる。また、重合後の屈折率が異なる重合性組成物を逐次添加するコア部の形成法も知られている。このとき、樹脂組成物は、前述のように単一の屈折率を持つ樹脂組成物に屈折率調整剤を添加するものや、屈折率の異なる樹脂を混合するもの、共重合などを用いることができる。なお、ＰＯＦは、ＧＩ型の他に、ＳＩ型、ＭＳＩ型など、様々な屈折率のプロファイルを持つものが知られており、本発明は、これらの製造方法により製造されたＰＯＦにも適用することができる。
【００６３】
ＰＯＦの場合には、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、着色などによる商品価値の向上などを目的として、通常、その表面に保護層形成用材料を被覆して１層以上の保護層を設けることが好ましい。
【００６４】
この保護層形成用材料としては、具体的に以下の材料を挙げることができる。これらは高い弾性を有しているため、曲げなどの機械的な特性付与の観点でも効果がある。先ず、ポリマーの一形態であるゴムを用いることができる。具体的には、イソプレン系ゴム（例えば、天然ゴム、イソプレンゴムなど）、ブタジエン系ゴム（例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴムなど）、ジエン系特殊ゴム（例えば、ニトリルゴム、クロロプレンゴムなど）、オレフィン系ゴム（例えば、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなど）、エーテル系ゴム、ポリスルフィド系ゴム、ウレタン系ゴムなどが挙げられる。
【００６５】
また、保護層形成用材料として、室温では流動性を示すが、加熱することにより流動性が消失して硬化する液状ゴムを用いることができる。具体的には、ポリジエン系（例えば、基本構造がポリイソプレン、ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレンなど）、ポリオレフィン系（例えば、基本構造がポリオレフィン、ポリイソブチレンなど）、ポリエーテル系（例えば、基本構造がポリ（オキシプロピレン）など）、ポリスルフィド系（例えば、基本構造がポリ（オキシアルキレンジスフィド）など）、ポリシロキサン系（例えば、基本構造がポリ（ジメチルシロキサン）など）などを挙げることができる。
【００６６】
さらに、保護層形成用材料として、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を用いることもできる。熱可塑性エラストマーは、室温ではゴム弾性を示すが、高温では可塑化されて成形が容易である物質群である。具体的には、スチレン系ＴＰＥ、オレフィン系ＴＰＥ、塩化ビニル系ＴＰＥ、ウレタン系ＴＰＥ、エステル系ＴＰＥ、アミド系ＴＰＥなどが挙げられる。なお、上述したポリマーは、ＰＯＦを構成するポリマーのガラス転移温度Ｔｇ以下で成形可能なものであれば、特に限定されるものではなく、上記のほかにも、上記以外の共重合体や混合ポリマーを用いることができる。
【００６７】
また、保護層形成用材料として、ポリマー前駆体と反応剤などとを混合した液を熱硬化させる材料を用いることができる。例えば、特開平１０−１５８３５３号公報に記載のＮＣＯブロックプレポリマーと微粉体コーティングアミンとから製造される１液型熱硬化性ウレタン組成物を挙げることができる。その他にも、国際公開第９５／２６３７４号パンフレットに記載のＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーと、２０μｍ以下の固形アミンとからなる１液型熱硬化性ウレタン組成物などを用いることもできる。さらには、性能改善を目的として、難燃剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、滑剤などの添加剤や、無機化合物および／または有機化合物からなる各種フィラーを加えることもできる。
【００６８】
また、ＰＯＦには、上記の保護層を１次被覆層とし、さらに、その外周に２次（または多層）被覆層を設けてもよい。１次被覆が充分な厚みを有している場合には、１次被覆の存在により熱ダメージが減少する。そのため、２次被覆層の素材の硬化温度の制限を、１次被覆層を被覆する場合に比べて緩くすることができる。なお、前述と同様に２次被覆層には、難燃剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、昇光剤、滑剤などを導入してもよい。ただし、難燃剤は、臭素をはじめとするハロゲン含有の樹脂や燐含有のものがあるが、毒性ガス低減などの安全性および環境保護に対する観点から、これらの難燃剤は使用しないことが好ましく、難燃剤として金属水酸化物を使用することが好ましい。一方で、この金属水酸化物は、その内部に結晶水（水分）を有しているが、その製法過程において水分を完全に除去することができない。そのため、金属水酸化物による難燃性被覆は、１次被覆層の外層に耐湿性被覆を設けた後に、その外層に被覆層として設けることが望ましい。
【００６９】
また、複数の機能を付与させるために、様々な機能を有する被覆を積層させてもよい。例えば、前述の難燃化以外に、吸湿を抑制するためのバリア層や水分を除去するための吸湿材料、例えば吸湿テープや吸湿ジェルを被覆層内や被覆層間に有することができ、可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や発泡層などの緩衝材、剛性を向上させるための強化層など、用途に応じて選択して設けることができる。樹脂以外にも構造材として、高い弾性率を有する繊維（いわゆる抗張力繊維）および／または剛性の高い金属線などの線材を熱可塑性樹脂に含有すると、得られるケーブルの力学的強度を補強することができることから好ましい。抗張力繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維が挙げられる。さらに、金属線としてはステンレス線、亜鉛合金線、銅線などが挙げられる。いずれのものも前述したものに限定されるものではない。その他に保護のための金属管の外装、架空用の支持線や、配線時の作業性を向上させるための機構を組み込むことができる。
【００７０】
次に、本実施形態におけるプリフォーム１５の製造方法について、詳細に説明する。ただし、本実施形態は、本発明に係わる一例であり、本発明は、ここに示す形態に限定されるものではない。
【００７１】
図５は、プリフォーム１５を製造する際に用いる重合容器５０の断面図である。重合容器５０は、容器本体５０ａと蓋５０ｂとを有し、本実施形態では、ステンレス製とされている。図５に示すように、重合容器５０は、その内径がアウタークラッド部１１の外径よりもわずかに大きいものが好ましく、後述するように、重合容器５０の回転に連動して、アウタークラッド部１１が回転するように構成されている。なお、上記のように、アウタークラッド部１１が重合容器５０の回転に応じることができるように、重合容器５０の内壁面などには、アウタークラッド部１１を支持する支持部材などを設けることが好ましい。また、重合容器５０の所定の位置には、予め、整合結合の総数に対して不整結合を４％以上含むＰＶＤＦを用いて溶融押出成形により形成した円筒管であるアウタークラッド部１１が収容されている。
【００７２】
先ず、所定の材料からなる栓５１によりアウタークラッド部１１の一方の片端部を塞いだ後、インナークラッド部形成材料５２をアウタークラッド部１１の中に注入する。そして、注入口であるアウタークラッド部１１の他方の端部も栓５１で塞いでから、この重合容器５０を、回転重合装置６０（図６参照）の所定の位置にセットして熱重合を行なう。なお、栓５１は、コア部形成材料に溶解しない素材からなり、かつ可塑剤などを溶出させるような化合物を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）などが挙げられる。また、必要に応じて、アウタークラッド部１１の中にインナークラッド部形成材料５２を注入する前後において、公知の減圧装置によりアウタークラッド部１１や注入物を減圧処理してもよい。これにより、アウタークラッド部１１や注入物の内部に気泡が発生しにくくなる。
【００７３】
図６は、回転重合装置６０の概略図である。回転重合装置６０は、装置本体６１の中に、複数の支持回転部材６２と駆動部６３と温度コントローラ６４とを備えている。支持回転部材６２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。また、その一端は、装置本体６１の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部６３によりそれぞれ独立した条件で回転駆動される。駆動部６３には、モータ、減圧機、コントローラ（図示しない）などが備えられており、このコントローラにより、駆動部６３の駆動が制御される。温度コントローラ６４は、装置本体６１の内部の温度を常時検知し、その検知結果に応じて内部温度を制御する。
【００７４】
図７に、回転重合装置６０による重合反応についての説明図を示す。重合反応を行なう場合には、図７に示すように、隣り合う支持回転部材６２の周面により形成される谷部に重合容器５０が載せられる。そして、駆動部６３により制御される支持回転部材６２の回転に応じて、重合容器５０が回転される。本実施形態では、重合容器５０の回転を、サーフェスドライブ式としているが、重合容器５０の回転方式については、特に限定されるものではない。ただし、駆動部６３による支持回転部材６２の回転速度は、５００〜４０００ｒｐｍとすることが好ましい。より好ましくは、１５００〜３５００ｒｐｍとすることであり、この範囲内で、重合状態などに応じながら、適宜調整することが好ましい。
【００７５】
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。また、支持回転部材６２の内部にも、磁石６２ａ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６２から浮くことを防止することができる。なお、支持回転部材６２から重合容器５０が浮き上がることを防止する方法は、磁石を用いる方法に限定されるものではない。例えば、支持回転部材６２と同様な回転手段を、回転重合装置６０の所定の位置にセットされた重合容器５０の上部に接するように設けて、これを支持回転部材６２と同方向に回転させることで重合容器５０の浮きを防止する方法や、重合容器５０の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て浮きを防止する方法などが挙げられ、本発明にも好適に用いることができる。
【００７６】
アウタークラッド部１１の中にインナークラッド部形成材料５２を注入した重合容器５０を、回転重合装置６０の所定の位置にセットし、その長手方向を略水平にした状態で加熱しながら所望の回転数により回転（水平回転）させる。これにより、インナークラッド部形成材料５２の重合を進行させる。
【００７７】
インナークラッド部１２の中にコア部形成材料を注入した重合容器５０を回転重合装置６０の所定の位置にセットし、その長手方向を略水平にした状態で加熱しながら所望の回転数により回転（水平回転）させる。コア部形成材料が重合を開始すると、インナークラッド部１２の内壁がコア部形成材料により膨潤または溶解し、重合初期段階において膨潤層が形成される。この膨潤層はゲル状態であるため、重合速度は加速（ゲル効果と称する）して界面における反応が進行する（界面ゲル重合）。その結果、界面ゲル重合はインナークラッド部１２の内壁から開始し、径の中心に向かって進行する。このとき、膨潤層の内部へは、分子体積の小さい組成物ほど優先的に入り込むため、重合の進行とともに共存するほかの組成物と比べて分子体積の大きなドーパントが膨潤層から中心方向へと押し出され、屈折率分布を有したコア部１４は形成される。なお、コア部１４を重合させる際には、界面ゲル重合を行なえばよい。以上により、図３（ａ）に示す構造を有するプリフォーム１５を製造することができる。
【００７８】
なお、インナークラッド部１２を形成させるための熱重合を行なう前に、アウタークラッド部１１を立てた状態で予備重合をしてもよい。予備重合を行なう場合には、必要に応じて、所定の回転機構によりアウタークラッド部１１の円管軸を回転中心として回転させてもよい。例えば、アウタークラッド部１１の長手方向をおおむね水平に保ちながら回転させると、アウタークラッド部１１の内壁面全体にインナークラッド部１２を形成させやすい。本実施形態では、インナークラッド部１１やコア部１４を重合させるときに、アウタークラッド部１１の長手方向を水平にしているので、アウタークラッド部１１の内壁面全体に各部材を形成させることができる。ただし、長手方向を略水平にすればよく、その平行具合は、特に限定されるものではないが、回転軸の許容される角度は、水平に対しておおむね５°以内であることが特に好ましい。
【００７９】
本実施形態では、インナークラッド部形成材料５２を重合させるときに、アウタークラッド部１１とインナークラッド部形成材料５２とが拡散混合されて混合部が形成される場合があり、この反応は、塊状重合反応とみなすことができる。塊状重合反応では、各部材での気泡の発生を抑制しながら重合を促進させることができるので、光学特性を低下させずに各部材を形成することができる。また、インナークラッド部１２の内側にコア部１４を形成させる場合にも、その界面付近に混合部が形成される反応と同様にして、界面ゲル重合が起こる。そのため、発泡が抑制され、光の伝送損失の上昇等が発生しない光学特性に優れたコア部１４を得ることができる。なお、コア部形成工程２４では、その重合温度を６０〜１２０℃とし、回転ゲル重合を行う際の重合容器の回転数は５００〜３０００ｒｐｍとすることが好ましい。ただし、重合温度および回転数は、コア部形成材料の種類などに応じて上記範囲を満たすように適宜選択すればよい。
【００８０】
本発明により製造されたＰＯＦ１６は、プラスチック光ケーブルに好適であり、そのケーブル形状は使用形態によって、ＰＯＦ１６を同心円上にまとめた集合ケーブルや、これらを横に一列に並べたテープ状のもの、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめた集合ケーブルなど用途に応じてその形態を選ぶことができる。なお、本発明によるＰＯＦ１６を用いた光デバイスを使用する場合には、接続用光コネクタを用いることにより光デバイスにおける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、Ｆ０５型、ＭＵ型、ＦＣ型、ＳＣ型などの市販の各種コネクタを利用することも可能である。
【００８１】
本発明により得られるＰＯＦ１６には、種々の発光素子を用いることができるが、光の放射角が狭いうえに集積率が上げられ、比較的低い電流で動作することや、構成する元素組成比によって発振波長を変化させることができるので、特開平７−３０７５２５号公報、特開平１０−２４２５５８号公報、特開２００３−１５２２８４号公報の記載の様に、面発光型半導体レーザー（ＶＣＳＥＬ）を光源として用いることが好ましい。また、本発明のＰＯＦ１６と、種々の受光素子、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とを組み合わすことで通信手段として用いることができる。なお、それらに関連する技術は、いかなる公知の技術も適用することが可能であり、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」などが挙げられる。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方式に好適に用いることができる。
【００８２】
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、光分波器などを組み合わせることで、多重化した送受信などを使用した、より高度な光伝送方式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。
【００８３】
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。また、実施例１，２において、共通するプリフォーム１５などの製造条件などは、実施例１でのみ詳細に説明するものとし、実施例２では変更点のみを示す。
【実施例１】
【００８４】
実施例１では、下記に示す方法で製造したプリフォーム１５から、加熱延伸時の条件を変更することにより、外径が異なる３種類のＰＯＦ１６を作製した（実験１−１〜１−３）。なお、いずれも屈折率分布はＧＩ型である。
【００８５】
［実験１−１］
不整結合を４．５％含むＰＶＤＦペレットから、溶融押出成形により内径２０ｍｍ、長さ９０５ｍｍ、外径２０．５ｍｍサイズのＰＶＤＦの円筒管をアウタークラッド部１１として作製した。このとき、アウタークラッド部１１の内壁面の平均粗さＲａ′を測定したところ、０．２３μｍであった。なお、Ｒａ′は、表面粗さ計（キーエンス（株）製 ＶＫ−８５００）により測定した。
【００８６】
アウタークラッド部１１の中空部に、下記のインナークラッド部形成材料を注入した。インナークラッド形成部材料は、重合開始剤として０．０２２モル％のジメチル−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０．１モル％のｎ−ラウリルメルカプタンを混合させた１８５ｇのＭＭＡを使用した。次に、インナークラッド部形成材料を注入したアウタークラッド部１１を、重合容器６２に収容してから、これを長手方向が水平となるように回転重合装置６０にセットし、２０００ｒｐｍで回転させながら７０℃の雰囲気下で８時間の熱重合を行なった。続けて、同回転数で９０℃，４時間の熱重合を行なうことにより、アウタークラッド部１１の内側にインナークラッド部１２を形成した。
【００８７】
続いて、インナークラッド部１２の中空部に、下記のコア部形成材料を常温常圧下で注入した。コア部形成材料は、重合開始剤として０．０４モル％のジメチル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０．１５モル％のｎ−ラウリルメルカプタンと、ドーパントとして７質量％のジフェニルスルフィド（ＤＰＳ）とを混合させた８０ｇのＭＭＡを用いた。なお、ＤＰＳは非重合性組成物である。そして、クラッド部２３を、長手方向が水平となるように、回転重合装置６０にセットして、回転速度を２０００ｒｐｍとして回転させながら７０℃の雰囲気下で１０時間、その後、同回転速度で１２０℃，２４時間の界面ゲル重合を行い、クラッド部２３の中にコア部１４を形成させたＧＩ型ＰＯＦ用母材である中空状のプリフォーム１５を作製した。
【００８８】
完成したプリフォーム１５を、内部温度を２３０℃に調整した加熱炉３０（図２参照）を用いて加熱延伸することにより、ＰＯＦ１６を製造した。加熱炉３０は、高さ４８０ｍｍ、内径８０ｍｍの円筒状の加熱溶融炉を用い、延伸速度を１５ｍ／分、延伸滞留時間を７分とした。また、ＰＯＦ１６は、外径が３１６μｍであり、インナークラッド４２の外径が３００μｍであった。
【００８９】
また、ＰＯＦ１６のアウタークラッド４１の内壁面の平均粗さＲａを測定したところ、０．０６μｍであった。Ｒａの測定は、完成したＰＯＦ１６から、長さ１ｃｍの切断片を採取し、この切断片をさらに長手方向に２等分したものをアセトンに３日間浸漬することで、インナークラッド４２とコア４４とを除去したものをサンプルとし、このサンプルを、表面粗さ計（キーエンス（株）製 ＶＫ−８５００）により測定した。なお、Ｒａ′ならびにＲａの測定方法は、本実施例で行なった全ての実験で適用する。
【００９０】
また、ＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．００２ｄＢと非常に低い値が得られた。なお、曲げ損失は、ＪＩＳ Ｃ６８６１に準じて測定したものであって、長さ５ｍのＰＯＦ１６を、曲がり半径Ｒが１０ｍｍとなるように３６０度曲げて、この曲げた状態での伝送損失値から曲げる前の伝送損失値を引いた差である。
【００９１】
［実験１−２］
実験１−１と同じ材料および製造方法により形成したプリフォーム１５を用いて、ＰＯＦ１６を製造した。ただし、Ｒａ′が０．２３μｍであるアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が４７０μｍであり、インナークラッド４２の外径が４４０μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．０７μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．０１５ｄＢと非常に低い値を示した。
【００９２】
［実験１−３］
実験１−１と同じ材料および製造方法により形成したプリフォーム１５を用いて、ＰＯＦ１６を製造した。ただし、Ｒａ′が０．２３μｍであるアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が７５０μｍであり、インナークラッド４２の外径が７１０μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．０８μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．０４ｄＢと非常に低い値を示した。
【実施例２】
【００９３】
実施例２では、不整結合を３．５％含むＰＶＤＦを用いて、実施例１と同じ製造方法によりプリフォーム１５および、このプリフォーム１５から外径が異なる３種類のＰＯＦ１６を製造した。
【００９４】
［実験２−１］
Ｒａ′が０．２８μｍのアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が３１６μｍであり、インナークラッドの外径が３００μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．１４μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．２２ｄＢと高い値を示した。
【００９５】
［実験２−２］
Ｒａ′が０．２８μｍのアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が４７０μｍであり、インナークラッドの外径が４４０μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．１５μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．４３ｄＢと高い値を示した。
【００９６】
［実験２−３］
Ｒａ′が０．２８μｍのアウタークラッド部１１を有するプリフォーム１５を、加熱炉３０により加熱延伸させて、外径が７５０μｍであり、インナークラッドの外径が７１０μｍであるＰＯＦ１６を製造した。なお、完成したＰＯＦ１６のアウタークラッド４１のＲａは、０．１６μｍであった。そして、このＰＯＦ１６の曲げ損失を測定したところ、０．６７ｄＢと非常に高い値を示した。
【００９７】
実施例１，２の結果から、口径サイズに係わらず、アウタークラッドの内壁面の平均粗さＲａを０．１μｍ未満とすると、アウタークラッドとインナークラッドとの界面における光の損失が低減し、曲げ損失に優れるＰＯＦを製造することができることを確認した。この原因としては、アウタークラッドのＲａが０．１μｍ未満の場合には、非常に結晶サイズが小さい構造のため、光の散乱や外部への漏れを防止する効果を得ることができると考えられる。なお、上記のようなＲａを満たすアウタークラッドを形成するには、整合結合の総数に対する不整結合の含まれる割合が４％以上であるＰＶＤＦを用いて、所望の重合温度や加熱延伸温度によりＰＯＦを製造すればよいことも確認した。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係わるＰＯＦの製造工程を示す概略図である。
【図２】プリフォームを加熱延伸する際に用いる加熱炉の一例の概略図である。
【図３】（ａ）本発明に係わる一例のプリフォームの径方向における断面図であり、（ｂ）は本発明に係わる一例のプリフォームの径方向における屈折率分布図である。
【図４】（ａ）本発明に係わる一例のＰＯＦの径方向における断面図であり、（ｂ）は本発明に係わる一例のＰＯＦの径方向における屈折率分布図である。
【図５】重合容器の一例の断面図である。
【図６】回転重合装置の一例の概略図である。
【図７】回転重合容器の回転方法についての説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１１ アウタークラッド部
１２ インナークラッド部
１４ コア部
１５ プリフォーム
１６ プラスチック光ファイバ素線（ＰＯＦ）
２０ アウタークラッド部形成工程
２５ 加熱延伸工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフォームを加熱延伸することにより形成される、円筒状のクラッドと前記クラッドの内側に配され光の伝送路となるコアとを有するプラスチック光ファイバ素線において、
前記クラッドは、円筒状のアウタークラッドと前記アウタークラッドの内側に配されるインナークラッドとを有し、前記アウタークラッドの内壁面の平均粗さＲａ（μｍ）が０．１μｍ未満であることを特徴とするプラスチック光ファイバ素線。
【請求項２】
前記アウタークラッドは、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置にある単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデンからな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。
【請求項３】
前記コアは、径の中心から外側に向かうにしたがい連続的に屈折率が低くな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。
【請求項４】
円筒状のクラッドと、前記クラッドの内側に配され、光の伝送路となるコアとを有するプラスチック光ファイバ素線を製造する方法において、
前記クラッド部は、円筒状のアウタークラッド部と前記アウタークラッド部の内側に配されるインナークラッド部とを含み、
第１重合性組成物を重合させた樹脂を溶融押し出し成形してアウタークラッド部を形成した後、このアウタークラッド部の中に第２重合性組成物を注入して重合させることにより、インナークラッド部を形成させるクラッド部形成工程と、
前記インナークラッド部の中に第３重合性組成物を注入し重合させることにより前記コア部を形成して前記プリフォームを作製した後、
前記プリフォームを加熱延伸することにより、前記プリフォームを構成する重合性組成物の重合を促進させながら所望の径のプラスチック光ファイバ素線とする加熱延伸工程とを有し、
前記第１重合性組成物として、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置の単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデンを使用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。
【請求項５】
前記加熱延伸工程において前記プリフォームを加熱延伸させることで、前記アウタークラッド部を、内壁面の平均粗さＲａ（μｍ）が０．１μｍ未満であるアウタークラッドとすることを特徴とする請求項５記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【請求項６】
前記加熱延伸工程では、前記プリフォームを１８０〜３００℃に加熱することを特徴とする請求項４または５記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【請求項１】
プリフォームを加熱延伸することにより形成される、円筒状のクラッドと前記クラッドの内側に配され光の伝送路となるコアとを有するプラスチック光ファイバ素線において、
前記クラッドは、円筒状のアウタークラッドと前記アウタークラッドの内側に配されるインナークラッドとを有し、前記アウタークラッドの内壁面の平均粗さＲａ（μｍ）が０．１μｍ未満であることを特徴とするプラスチック光ファイバ素線。
【請求項２】
前記アウタークラッドは、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置にある単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデンからな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。
【請求項３】
前記コアは、径の中心から外側に向かうにしたがい連続的に屈折率が低くな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。
【請求項４】
円筒状のクラッドと、前記クラッドの内側に配され、光の伝送路となるコアとを有するプラスチック光ファイバ素線を製造する方法において、
前記クラッド部は、円筒状のアウタークラッド部と前記アウタークラッド部の内側に配されるインナークラッド部とを含み、
第１重合性組成物を重合させた樹脂を溶融押し出し成形してアウタークラッド部を形成した後、このアウタークラッド部の中に第２重合性組成物を注入して重合させることにより、インナークラッド部を形成させるクラッド部形成工程と、
前記インナークラッド部の中に第３重合性組成物を注入し重合させることにより前記コア部を形成して前記プリフォームを作製した後、
前記プリフォームを加熱延伸することにより、前記プリフォームを構成する重合性組成物の重合を促進させながら所望の径のプラスチック光ファイバ素線とする加熱延伸工程とを有し、
前記第１重合性組成物として、同じ位置の単量体同士が結合した整合結合の総数に対して、異なる位置の単量体同士が結合した不整結合の含まれる割合が４％以上であるポリフッ化ビニリデンを使用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。
【請求項５】
前記加熱延伸工程において前記プリフォームを加熱延伸させることで、前記アウタークラッド部を、内壁面の平均粗さＲａ（μｍ）が０．１μｍ未満であるアウタークラッドとすることを特徴とする請求項５記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【請求項６】
前記加熱延伸工程では、前記プリフォームを１８０〜３００℃に加熱することを特徴とする請求項４または５記載のプラスチック光ファイバ素線の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１６３９１０（Ｐ２００７−１６３９１０Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６１２８４（Ｐ２００５−３６１２８４）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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