複層光伝送体の製造方法
【課題】気泡がなく伝送特性に優れた光伝送体を生産性よく製造する。
【解決手段】第２部材１６の第１層用原料２１ａを第１部材１２の中空部に入れて、第１層用原料２１ａ中の重合性化合物を重合させる。重合時には、第１部材１２の長手方向に垂直に交差する断面中心を回転中心として第１部材１２を回転させる。第１層用原料２１ａには、重合開始剤が含まれる。重合の反応温度をＴＥ１（℃）、重合開始剤の１０時間半減期温度をＴＥ２（℃）とするときに、以下の条件を満足するような重合開始剤を選択するとともに反応温度を決定する。
ＴＥ２−２０≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２５・・・（１）
【解決手段】第２部材１６の第１層用原料２１ａを第１部材１２の中空部に入れて、第１層用原料２１ａ中の重合性化合物を重合させる。重合時には、第１部材１２の長手方向に垂直に交差する断面中心を回転中心として第１部材１２を回転させる。第１層用原料２１ａには、重合開始剤が含まれる。重合の反応温度をＴＥ１（℃）、重合開始剤の１０時間半減期温度をＴＥ２（℃）とするときに、以下の条件を満足するような重合開始剤を選択するとともに反応温度を決定する。
ＴＥ２−２０≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２５・・・（１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送体の製造方法に関し、特にプラスチック光ファイバ等に用いることができる複層構造の光伝送体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバ等の光伝送体は、屈折率が互いに異なる外殻部と導光部とを有し、導光部に光を入射させ、外殻部と導光部との界面で光を反射させることにより光信号を伝えるものである。プラスチック製の光伝送体は、プリフォームを延伸してつくられることが多い。プリフォームの製造の際には、重合体を生成する重合工程で、重合すべき化合物が完全には反応せずに、未反応のまま重合体の中に残ってしまうことがある。このように未反応物が残存するようなプリフォームは、延伸するときに発泡してしまい、光伝送特性が悪くなるという問題がある。
【０００３】
そこで、複数の管を嵌め合わせたプリフォームを、そのプリフォームを構成する重合体のガラス転移点Ｔｇ以上の温度で減圧加熱処理した後に、減圧しながら加熱延伸してプラスチック光ファイバとする方法が、特許文献１では提案されている。この方法によると、プリフォーム中に残った物質を効果的に除去することができ、延伸の際に発泡が起こらない。また、未反応モノマーの量を所定の範囲に残して層を重ね、プリフォームを製造する方法が、特許文献２に提案されている。この方法によると、重合開始剤が失活する前に重合反応を次々実施するので、重合性化合物を効果的に重合させて生産性よくプリフォームを製造することができる。
【特許文献１】特開平１１−３４４６２３号公報
【特許文献２】特開平１０−９６８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載される方法をはじめとする従来の方法では、未反応の重合性化合物をプリフォーム中に残さないことについては効果があるが、次のような問題がある。特許文献１の方法では、Ｔｇ以上の温度でプリフォームを加熱するために、プリフォームの材料次第では変形がおきてしまう。特許文献２の方法では、プリフォーム中に未反応の重合性化合物が多く残留するので、プリフォームが延伸中に発泡しやすく、そのためプラスチック光ファイバの生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、重合性化合物を効果的かつ効率的に重合させて、未反応の重合性化合物の残存量を低減し、さらに、未反応物質をさらに効果的に除去して、気泡がなく伝送特性に優れた光伝送体を生産性よく製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の複層光伝送体の製造方法は、管状容器の中に重合開始剤と重合性化合物とを入れる注入工程と、管状容器の長手方向に垂直に交差する断面中心を回転中心として回転させながら重合性化合物を重合させる重合工程とを交互に複数回繰り返し、管状容器の前記断面において外側から中心に向かい同心円状に層を複数重ね、重合の反応温度ＴＥ１（単位；℃）と重合開始剤の１０時間半減期温度ＴＥ２（単位；℃）とが下記の（１）の条件を満たすことを特徴として構成されている。
ＴＥ２−２０≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２５・・・（１）
【０００７】
前記重合工程における重合時間を０．５時間以上５時間以下とすることが好ましい。
【０００８】
さらに、本発明は、前記重合工程により生成する重合体のガラス転移点をＴｇとするとき、上記の製造方法により得られる複層光伝送体を、２４時間以上７２時間以内加熱処理してから、大気圧に対して０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰａ減圧しながら（Ｔｇ−１０）℃以上Ｔｇ未満の範囲内の温度で２４時間以上１００時間以内加熱処理した後に、加熱延伸してプラスチック光ファイバ素線と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を含んで構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
重合性化合物を効果的かつ効率的に重合させることができるので未反応物質を低減するとともに重合時間を従来よりも短くすることができる。これにより伝送特性に優れた光伝送体を生産性よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は本実施形態に限定されるものではない。図１は、プラスチック光ファイバ素線（以降、素線と称する）を製造する工程図であり、図２はプリフォームの断面図である。
【００１１】
素線の製造工程１０は、プリフォーム１１の外殻部となる管状の第１部材１２を形成する第１部材形成工程１３と、光伝送部となる第２部材１６を第１部材１２の中空部に形成してプリフォーム１１とする第２部材形成工程１７と、プリフォーム１１を加熱する加熱工程１８と、プリフォーム１１を長手方向に延伸して素線１９とする延伸工程２０とを有する。
【００１２】
第２部材１６は外側から内側へと層を順次重ねて生成させることにより形成され、長手方向に垂直に交差する断面において同心円状のｎ層構造を有する。ここで、ｎは１以上の自然数である。第２部材１６の各層については、外側から内側に向かって順に第１層２１，第２層２２，・・・，第（ｎ−１）層２３，第ｎ層２４と称するものとし、これらの各層をつくる工程を第１層形成工程３１，第２層形成工程３２，・・・，第（ｎ−１）層形成工程３３，第ｎ層形成工程３４とする。
【００１３】
各層２１〜２４の厚みは、長手方向において一定であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。断面円形の中心部には空洞部２７が形成されることがあるが、第ｎ層２４の形成条件によってはこの空洞部２７は形成されない。
【００１４】
本実施形態では、第２部材１６をつくる際の容器として第１部材１２を使用することにより、単層構造である第１部材１２とｎ層からなる第２部材１６とを一体に形成し、全層数が（ｎ＋１）であるプリフォーム１１を製造する方法を示すが、プリフォームの全層数、第１部材の作製方法、第１部材と第２部材とを一体化する方法に本発明はこれに限定されるものではない。例えば、管状容器の中で、素線の外殻部となる第１部材を管状につくった後に、この第１部材の中空部に光伝送部となる第２部材を（ｎ−１）層の複層構造として形成することにより、第１部材と第２部材との全層数がｎであるプリフォームを製造することができる。また、第１部材と同じ内径を有する管状容器の中で第２部材をつくり、予め作られた第１部材と第２部材とを嵌め合わせることによりプリフォームを製造することもできる。そして、第１部材は、第１部材を形成するための重合性化合物を管状容器の中に入れた状態で回転させて重合することにより作製してもよいし、第１部材を形成するための重合体を溶融押出成型することにより作製してもよい。
【００１５】
第１層形成工程３１は、第１層２１の原料を第１部材１２の中空部に入れる注入工程３７と、注入した原料から重合体を生成させる重合工程３８とを有する。第２層形成工程以降３２の各層形成工程も、第１層形成工程３１と基本的に同じであるので、図１においてはそれぞれの層形成のための注入工程及び重合工程の図示は略す。このように、注入工程と重合工程との組み合わせを繰り返すことにより、外側から１層ずつ順に形成することにより第２部材１６は作られる。
【００１６】
第１部材１２の屈折率は、これと接する第１層２１の屈折率よりも５×１０−３以上低くし、第２部材１６における隣り合うふたつの層のうち内側の層の屈折率よりも外側の層の屈折率を５×１０−３以上低くする。このように、第２部材１６の屈折率は、断面円形の中心に向かうにしたがい次第に高くされてある。また、第２部材１６の最外層である第１層２１の屈折率は１．４以上１．５以下とされる。これにより、伝送損失をより低くすることができる。なお、第１層２１から第ｎ層２４へ至る屈折率の変化は、段階的であってもよいし、連続的であってもよい。
【００１７】
第１部材１２は、結晶構造をもつ重合体から構成される。これにより、伸度および強度などの物理的特性を向上させて、素線が曲げられた時に変形等が生じないようになる。第１部材１２の重合体を生成する重合体化合物としては、結晶構造をもち、かつフッ素原子を含むものが好ましい。このような重合性化合物を原料とすることにより、素線としたときの物理強度を従来品よりも向上させるとともに、低屈折率を実現することができるという効果もある。第１部材１２の重合体としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン／ビニリデンフルオライド三元系コポリマー（ＴＨＶ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリ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）などが好ましく、低屈折率である点でＴＨＶが特に好ましい。
【００１８】
第２部材１６の重合体は、光散乱が生じないように非晶質の重合体とし、層同士が互いに優れた密着性をもつように重合性化合物が選択される。より好ましくは、機械的特性や耐湿熱性に優れている重合体とすることである。第１層２１の重合体としては、公知の重合体の中でも屈折率が低いものが好ましい。
【００１９】
第１層〜第ｎ層２１〜２４の重合体を生成するための重合性化合物としては、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）、主鎖環状含フッ素ポリマー形成モノマー類（ｅ）が挙げられ、重合体としては非晶質フッ素系ポリマー樹脂（例えば、テフロン（登録商標）ＡＦ（デュポン（株）製））、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）、ビスフェノールＡなどを重合性化合物として用いた重合体が挙げられる。なお、重合性化合物を選択する際には、互いに隣り合う層同士の親和性や屈折率の差等を考慮することが好ましい。
【００２０】
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、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。
【００２１】
（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。
【００２２】
（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、（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、（ｅ）主鎖環状含フッ素ポリマー形成モノマー類としては、環状構造を有するもの、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もつ含フッ素重合体を生成するようなものであり、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などに例示されるように、主鎖に脂肪環もしくは複素環を有する重合体を形成するモノマー、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重合体あるいは共重合体が、光伝送体に成形されたときに目的とする屈折率分布を発現するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００２３】
第１部材１２の重合体としては、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（３ＦＭ）、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート、フッ化（メタ）アクリレート等との共重合体である。また、ＭＭＡと、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレートなどの分岐構造を有する（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）共重合体なども用いることもできる。
【００２４】
上記の各ポリマーが水素原子（Ｈ）を含む場合には、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。
【００２５】
素線を近赤外光用途に用いるときには、ポリマー中にＣ−Ｈ結合があるとこれに起因して吸収損失が起こることがある。そこで、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が好ましい。これにより、伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送損失を少なくすることができる。好ましいポリマーとしては、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）等が挙げられる。なお、原料となる化合物は、生成する重合体の透明性を損なわないためにも、不純物や光散乱源となる異物が予め十分に除去されてあることが望ましい。
【００２６】
第２部材１６に径方向において屈折率を変化させる、つまり屈折率分布を付与する方法としては以下のような方法がある。第１の方法は、互いに異なる屈折率の単独重合体をそれぞれ生成する２種の重合性化合物を用意し、この配合を層毎に変えて共重合させる方法である。得られる共重合体は、層毎に屈折率が異なるものとなる。つまり、第１の屈折率を示す単独重合体を生成する第１の重合性化合物と、単独重合体を生成したときに屈折率が第１の屈折率よりも高くなるような第２の重合性化合物との比率に関して、第２の重合性化合物の割合を多くするほど高い屈折率の共重合体が生成する。この方法によると、各層の成分に共通する構造単位があるので、共通する構造単位がないものを各層にそれぞれ用いる場合よりも、層と層との親和性が高まり、界面不整を抑制することができる。第２の方法は、各層２１〜２４の主たる成分である重合体を生成する重合性化合物に、前記重合体とは異なる屈折率をもつ屈折率調整剤を添加し、層毎に添加する屈折率調整剤の割合を変える方法である。この場合には、内側の層ほど屈折率調整剤の添加率を高くすることで、上記の屈折率分布をもつプリフォームを製造することができる。なお、屈折率調整剤の詳細に関しては、後述する。
【００２７】
上記のふたつの方法のうち前者の方法により屈折率分布を発現させる場合には、例えば、単独重合体としたときの屈折率が１．４１である２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭｄ７）と、単独重合体としたときの屈折率が１．４９であるペンタフルオロフェニルメタクリレート（ＰＦＰＭＡｄ５）とを、層毎に配合比を変えて第２部材１６をつくるとよい。また、このように水素原子が一部重水素原子とされた３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５とを使用することにより、伝送損失を少なくすることができるので好ましい。このように、第２部材１６は、非晶質を含む重合体からなるように、第２部材１６を生成させる重合成化合物を選択することが好ましい。
【００２８】
重合性化合物の重合においては重合開始剤を使用する。重合開始剤としては、ラジカルを生成するものが好ましい。そして、重合性化合物を重合させる反応温度をＴＥ１（単位；℃）とし、重合開始剤の１０時間半減期温度をＴＥ２（単位；℃）とするときに、ＴＥ１とＴＥ２とが以下の（１）を満たすように重合開始剤を選択するとともに反応温度を設定する。この条件を満たすことにより、重合反応を効率的かつ効果的に生起進行させることができる。そのため、プリフォーム１１の生産効率を大幅に向上させることができるとともに、延伸工程２０での発泡を抑制することができる。
ＴＥ２−２０≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２５・・・（１）
【００２９】
そして、ＴＥ２≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２０の条件が上記（１）の条件よりも好ましく、ＴＥ２≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋１０の条件がさらに好ましい。なお、重合開始剤を複数種類用いる場合には、それらの各１０時間半減期温度のうち最も低い温度を上記ＴＥ２とする。
【００３０】
好ましい重合開始剤としては、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。
【００３１】
上記以外にも、特開２００３−１９２７１４号公報や特開２００３−２４６８１３号公報に開示されるように、重合開始剤としては、ニトリル基を含まない、即ちニトリル基不含のアゾ化合物が好ましい。アゾ系化合物は、（メタ）アクリル酸エステル系モノマーの重合開始剤として好ましいが、ニトリル基を有するアゾ化合物は、加熱による着色が著しく、光ファイバ等の光学部材に要求される光伝送能を満足しない。特に連鎖移動剤としてメルカプタン類を使用する際にはこの現象が顕著である。そこで、ニトリル基不含のアゾ化合物を用いることにより、着色による光伝送能の低下がなく、高い光伝送能を有する光学部材を作製することができる。ニトリル基不含のアゾ化合物としては、化１の一般式で表される化合物が好ましい。
【００３２】
【化１】
【００３３】
化１中で、Ｒ１ 、Ｒ２ およびＲ３ は各々独立して、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のシクロアルキル基、−ＣＯＯＲ４ 、または−ＣＯＮＲ５ Ｒ６ を表し、Ｒ４ は炭素数１〜５のアルキル基を表し、Ｒ５ およびＲ６ は各々独立して、炭素数１〜９のアルキル基または炭素数３〜６のシクロアルキル基を表す。Ｒ５ およびＲ６ が結合して環を形成してもよい。Ｒ１ 〜Ｒ２ がそれぞれ表すアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Ｒ１ 〜Ｒ２ がそれぞれ表すアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎープロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基およびネオペンチル基等が挙げられる。好ましくはメチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基等であり、さらに好ましくはメチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ネオペンチル基等である。Ｒ１ 〜Ｒ３ 、Ｒ５ およびＲ６ がそれぞれ表すシクロアルキル基としては、シクロヘキシル基が好ましい。
【００３４】
化１で表される化合物の具体例としては、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い。また、前述したもののうち２種類以上を併用してもよい。
【００３５】
重合度を調整するために連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤については、重合性化合物の種類に応じて、適宜、種類および添加量を決めるとよい。各重合性化合物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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
屈折率調整剤を用いる場合には、屈折率調整剤は非重合性の化合物が好ましい。屈折率調整剤の割合は、第２部材１６を構成する主成分に対して０．０１〜２５重量％とすることが好ましく、１〜２０重量％とすることがより好ましい。これにより、既に述べたような屈折率分布をより発現させやすくなる。
【００３８】
屈折率調整剤としては、屈折率が高いこと、分子体積が大きいこと、重合性化合物の重合反応に関与しないこと、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であること、の各性質のうち、少なくともひとつを満たすものが好ましい。なお、屈折率調整剤は、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。
【００３９】
屈折率調整剤としては、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）などの非重合性低分子化合物を用いることができる。中でも、ＢＥＮ，ＤＰＳ，ＴＰＰ，ＤＰＳＯを使用することが好ましい。このような屈折率調整剤を、第２部材を形成する原料のひとつとして用い、さらに、屈折率調整剤の濃度を層毎に調整することにより、第１〜第ｎ層２０〜２４の各屈折率を所望の値に制御することがより容易となる。
【００４０】
以上の重合開始剤、連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量は、使用する重合性化合物の種類等に応じて、好ましい範囲を適宜決定する。各層２１〜２４における重合開始剤の割合は、重合性化合物に対して０．００５〜０．５モル％とすることが好ましく、０．０１０〜０．１モル％とすることがより好ましい。また、各層２１〜２４における連鎖移動剤の割合は、各層の重合性化合物に対して０．００５〜０．５モル％とすることが好ましく、０．０１〜０．１モル％とすることがより好ましい。
【００４１】
その他にも、各層２１〜２４の一部に、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、各層２１〜２４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。
【００４２】
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重合性化合物に添加することもできる。このような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。
【００４３】
第２部材１６の製造方法について説明する。ただし、ここに示す実施形態は本発明の一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。図３に、プリフォーム１１を作製する際に使用する重合容器の断面図を示す。重合容器６０は、円管状の容器本体６０ａとこの容器本体６０ａの両端をそれぞれ塞ぐ蓋部材６０ｂとを有し、ＳＵＳ製である。また、重合容器６０は、その内径が中に収容される第１部材１２の外径よりもわずかに大きいものであり、重合容器６０の回転に伴って第１部材１２が回転することができるようにされている。
【００４４】
市販の溶融押出成型により成型した第１部材１２をこの重合容器６０に収容する。次に、栓６１で第１部材１２の片端部を塞ぐ。この栓６１は第１層〜第ｎ層２１〜２４の原料に溶解しない素材からなる。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。
【００４５】
第１層用原料２１ａである重合性化合物を第１部材１２の中空部に注入する。そして、第１部材１２の他端部を栓６１で塞ぎ、容器本体６０ａに蓋部材６０ｂを嵌める。なお、重合容器６０に代えて第１部材と栓６１とを用いることもできる。重合容器６０を回転させながら重合性化合物を重合させて第１層をつくる。なお、第１部材１２が重合容器６０の回転に応じることができるように、重合容器６０の内面等に第１部材１２を支持する支持部材を設けてもよい。
【００４６】
重合容器６０を回転させる際には、回転重合装置を利用する。図４に、回転重合装置７１の概略図を示す。回転重合装置７１は、装置本体７２の中に設けられた複数の回転部材７３と駆動部７６と装置本体７２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７７とを有している。
【００４７】
回転部材７３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６０を支持することができるように、長手方向が互いに略平行かつ略水平となっている。各回転部材７３は、その一端が装置本体７２の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部７６によりそれぞれ独立して回転駆動される。なお、駆動部７６には、駆動部７６の駆動を制御するためにコントローラ（図示せず）が備えられている。
【００４８】
図５に、重合容器６０の回転方法についての説明図を示す。重合反応時においては、隣り合う回転部材７３の周面により形成される谷部に重合容器６０がセットされた後、回転部材７３の回転に応じて重合容器６０は回転させられる。図５では、回転部材７３の回転軸を符号７３ａで示している。このように、回転重合装置７１に重合容器６０をセットさせて回転させることにより、第１層用モノマー３１ａを重合させることができる。なお、本実施形態では、重合容器６０の回転をサーフェスドライブ式としているが、重合容器６０の回転方式は、特に限定されるものではない。
【００４９】
重合容器６０の両端の蓋６０ｂには磁石６０ｃが備えられるとともに、隣り合う２本の回転部材７３の間の下方には磁石７５が備えられる。これにより、回転時に重合容器６０が回転部材７３から浮いてしまうことを防止することができる。ただし、重合容器６０の回転部材７３からの浮きを防止する方法としては、本実施形態に限定されるものではない。例えば、回転部材７３と同様な回転手段を、セットされた重合容器６０の上部に接するように設けて、同様に回転させることにより重合容器６０の浮きを防止する方法や、重合容器６０の上方に押さえ手段を設けて、重合容器６０に所定の荷重をかけることにより浮きを防止する方法などが挙げられる。なお、本発明は浮き防止方法に依存するものではない。以上のようにして第１部材１２の長手方向を水平とすることが、第１部材１２の内面全体に第１層２１を形成する上でもっとも好ましい。第１部材の長手方向は略水平であればよく、回転軸の許容される角度は水平に対して概ね５°以内である。
【００５０】
上記重合の前には、第１部材１２を立てた状態で重合性化合物を予備重合させてもよい。予備重合を行う際には、所定の回転機構により第１部材１２の円管軸を回転中心として回転させることが好ましい。
【００５１】
重合性化合物をはじめとする諸原料については、重合前に予め濾過や蒸留などの処理を行うことにより、重合禁止剤となりうる物質や水分および不純物等をあらかじめ除去しておくことが好ましい。さらに、重合性化合物や重合開始剤を混合した後に、この混合物を超音波処理して溶存気体や揮発性の物質を除去することが好ましい。また、第１層形成工程の前後において、公知の減圧装置により第１部材１２や第１層用原料２１ａを減圧処理してもよい。
【００５２】
以上のようにして第１層が形成された第１部材１２を回転重合装置７１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。
【００５３】
続いて、第２層〜第ｎ層を順次形成する。図６に、第２層の形成開始時における重合容器８０の断面図を示す。この重合容器６０は、第１層２１を生成させた際に用いたものと同じであるため同一の符号を用いる。まず、第２層用原料２２ａを第１層２１の中空部に注入する。
【００５４】
第１層の重合工程３８（図１参照）における重合時間は０．５時間以上５時間以下とすることが好ましく、この重合工程３８を終わらせたところで第２層用原料２２ａの注入工程を実施することが好ましい。これにより、重合反応が十分に進行して第１層用の重合性化合物の残留量が非常に少なくなるために、延伸工程２０（図１参照）における発泡が無くなるとともに、目的とする屈折率分布の素線が生産性よく製造することができる。重合時間を０．５時間よりも短くすると重合が十分に進行せずに重合性化合物が多く残留した状態となるために、延伸工程で発泡が起こることがあるとともに目的とする屈折率分布を発現しなくなることがある。一方、重合時間を５時間よりも長くすると、第１形成工程〜第ｎ層形成工程に要する時間が長すぎて生産性が悪い。
【００５５】
栓６１により注入口を塞ぎ、第１層２１が形成された第１部材１２の長手方向を略水平とし、第１部材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重合反応を開始する。このように回転させながら重合を進めることにより第２層を形成する。第２層〜第ｎ層用の各重合性化合物を重合させる際には、第１層２１の作製時と同様に回転重合装置７１（図４参照）を用いるとよい。なお、必要に応じては、第２層用原料２２ａをはじめとする第２層〜第ｎ層用の各原料を注入するそれぞれの前後において、公知の減圧装置によりパイプ１７や注入物を減圧処理してもよい。
【００５６】
このとき、第２層用の重合性化合物が重合を開始すると、第１層２１の内壁が第２層用の重合性化合物により膨潤し、重合初期段階において膨潤層を形成する。この膨潤層は、ゲル状態となっているため、重合速度が加速するといういわゆるゲル効果現象が認められる。このような現象から、本明細書では、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させて重合性化合物を重合させる反応方法を回転ゲル重合法と称する。なお、この重合方法では、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。
【００５７】
各層形成のための重合反応の反応速度は、適宜調整されることが好ましい。例えば、各重合成化合物の反応進行度合いを表す転化率が、１時間あたり５〜９０％となるように反応速度を調整することが好ましい。より好ましくは、１時間あたりの転化率が１０〜８５％となるように調整することであり、さらに好ましくは２０〜８０％である。この反応速度の制御は、重合開始剤の種類や添加量、重合温度の調整などにより制御することができる。なお、重合性化合物の転化率の求め方は周知の方法を用いればよく特に限定はされない。例えば、重合性化合物の残留量のガスクロマトグラフィによる定量分析と、反応生成物の目視評価とを実施して、両データの関係をあらかじめ求めておき、この関係をもとに目視観察にて添加率を求めるとよい。また、回転速度を適宜調整することにより、各層の重合反応における転化率などを制御することもできる。
【００５８】
以上の方法により、所定の原料により生成された第１層〜第ｎ層の複層構造を第１部材の内部に形成させて第２部材をつくることができる。なお、第１部材と第２部材とを別々に作った後に、管状の第１部材１１の中に第２部材１６を挿入してプリフォーム１１を作ることも可能である。
【００５９】
加熱工程１８（図１参照）においては、プリフォームを減圧しながら加熱することが好ましい。これにより、未反応の重合性化合物がプリフォーム中に残っていた場合でも、それら残留物をプリフォームから除去することができる。ここで、プリフォーム１１のガラス転移点をＴｇとする。部材毎や層毎にガラス転移点が異なる場合には、それらガラス転移点のうち最も高い温度をＴｇとみなす。この加熱工程中は、一定条件下で実施してもよいが、条件を段階的に変更して実施することがより好ましい。条件を段階的に変更していくことにより、より光学特性に優れた素線を製造することができる。
【００６０】
加熱工程を２段階で実施してもよい。２段階の加熱工程とは、生成した重合体のいわゆる密度ゆらぎを解消させるための第１加熱工程と、この第１加熱工程の後に残留物等の除去を行うための第２加熱工程とである。第１加熱工程では、減圧せずに２４時間以上７２時間以内プリフォーム加熱する。この間の温度は、製造しようとするプリフォームの構成部材のうち、導光部となる第２部材のガラス転移点に応じて定めることが好ましく、例えば、第２部材を構成する重合体のうち最も高いガラス転移点が９０℃であるときには９０℃〜１４０℃とすることがより好ましい。これによって導光部を構成する重合体の密度ゆらぎが解消されるので、散乱損失が低減する。第２加熱工程では、温度は（Ｔｇ−１０）℃以上Ｔｇ未満の範囲において一定とし、減圧度は大気圧に対して０．０５ＭＰａ以上０．１ＭＰａ未満の範囲で低い圧力となるように設定することが好ましい。第２加熱工程での温度は（Ｔｇ−８）℃以上Ｔｇ未満の範囲で一定とすることがより好ましく、（Ｔｇ−５）℃以上Ｔｇ未満の範囲で一定とすることがさらに好ましい。また、第２加熱工程での減圧加熱の処理時間は２４時間以上１００時間以内とすることが好ましい。これにより、生産効率を大きく損なうことなく効果的に未反応の重合性化合物をプリフォームから除去することができるとともに、プリフォームの変形を防止することができる。
【００６１】
第２加熱工程の時間が２４時間未満であると、未反応の重合性化合物を十分に除去することができない場合があり、１００時間より長いと生成した重合体が劣化して伝送損失を大きくしてしまうことがある。なお、減圧処理は、上記のように、第１及び第２加熱工程の少なくともいずれか一方で実施すればよく、第２加熱工程で実施することがより好ましい。また、３つ以上の加熱工程を実施する場合には、上記第１程及び第２加熱工程を含むことが好ましい。
【００６２】
第２加熱工程での加熱温度が（Ｔｇ−１０）℃未満であると未反応の重合性化合物や低沸点の不純物が十分には除去されないことがあり、一方Ｔｇ以上であるとプリフォームが変形してしまうことがある。また、大気圧よりも０．１Ｐａ以上低い圧力とは真空よりも低い圧力ということになるので現実には不可能であり、一方、０．５Ｐａより小さな減圧度であると減圧効果がほとんどない。
【００６３】
このプリフォームを加熱延伸させることにより所望の直径（例えば、２００〜１０００μｍ）を有する素線を得ることができる。なお、プリフォームの延伸方法は、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る。
【００６４】
素線は、グレーデッドインデックス型（Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ：ＧＩ型）、ステップインデックス型（Ｓｔｅｐ Ｉｎｄｅｘ；ＳＩ型）でもよい。
【００６５】
素線は、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使用される。
【００６６】
このようにして得られた素線の外周を被覆材により被覆すると、プラスチック光ファイバ心線（プラスチック光ファイバコード，Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ、以降、心線と称する）を得ることができる。なお、素線の外周を被覆材により被覆する際には、一次被覆を実施した後に二次被覆を実施する方法が一般的である。ただし、被覆層の数については１層または２層に限定されるものではない。
【００６７】
また、この心線を束ねることによりプラスチック光ケーブル（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ、以降、光ケーブルと称する）を得ることができる。本明細書においては、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する。また、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する。なお、光ケーブルは、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。
【００６８】
光ケーブルの中でもシングルファイバケーブルとする場合には、第２の被覆工程を経ることなく、第１被覆工程における被覆層を外表としたままでこれを光ケーブルとして用いることもある。光ケーブルとされるときの被覆の形態としては、一本の前記心線と被覆材との界面、あるいは複数本束ねた状態の心線の外周と被覆材との界面が、すべて接するように被覆されている密着型の被覆と、被覆材と心線との界面に空隙を有するルース型被覆とがある。ルース型被覆では、たとえばコネクタとの接続部において被覆層を剥離した場合、その端面の空隙から水分が浸入して長手方向に拡散されるおそれがあるため、通常は密着型が好ましい。
【００６９】
しかし、ルース型被覆の光ケーブルは、被覆材と心線とが密着していないので、光ケーブルにかかる応力や熱などのダメージの多くを、被覆層により緩和させることができるという利点を有する。そのため、ルース型被覆の光ケーブルは、使用目的によっては好ましく用いることができる。ルース型被覆の場合のコネクタ接続部からの水分の伝播については、光ファイバ心線と被覆材との界面の空隙部に流動性を有するゲル状の半固体や粉粒体を充填することにより、防止することができる。さらに、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他の異なる機能を付与させることにより、多機能な被覆層を形成した光ファイバケーブルを製造することができる。また、ルース型の被覆とするには、クロスヘッドダイの押出し口ニップルの位置を調整し減圧装置による減圧度を加減することにより、前記空隙を有する層を形成することができる。この空隙層の厚みは前述のニップル厚みと空隙層とを加圧／減圧することにより調整することができる。なお、第１、第２の被覆工程で設けられる被覆材には、難燃剤や、紫外線吸収剤、酸化防止剤、昇光剤、滑材などを、光伝送特性に影響を及ぼさない条件範囲で添加してもよい。
【００７０】
前記難燃剤としては、臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤、リン含有のものがあるが、燃焼時における毒性ガス低減などの安全性の観点では、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物が主流となりつつある。ただし、このような金属水酸化物は、その内部に水分を結晶水として有している。この水分は、これら金属水酸化物の製法過程における付着水に起因するものであり完全除去は不可能とされる。したがって、金属水酸化物による難燃性付与は、素線に接する被覆層には含有させず、ケーブルとしての外表となる被覆層に対してのみ行うことが望ましい。
【００７１】
また、光ケーブルに複数の機能を付与させるために、さらに、適宜機能材料よりなる機能層を被覆させてもよい。前記難燃化層以外の機能層としては、例えば、素線の吸湿を抑制するためのバリア層や、素線に含有された水分を除去するための吸湿材料層などが挙げられる。なお、この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。
【００７２】
さらに、その他の機能層としては、可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や外部からの応力を緩衝するための緩衝材として機能する発泡材料層、剛性を向上させるための強化層などが挙げられる。また、被覆するための材料としては、樹脂以外にも、例えば、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挙げられる。このような材料を用いると、光ケーブルの力学的強度を補強することができるために好ましい。
【００７３】
なお、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る。そして、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。ただし、本発明に適用することができる抗張力繊維および金属線は、これらに限定されるものではない。また、その他にも、光ケーブルを保護するための金属管の外装や架空用の支持線、配線時の作業性を向上させるための機構などを光ケーブルの外周部に組み込むこともできる。
【００７４】
光ケーブルの形状は使用形態によって、光コード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が挙げられる。なお、これらの使用形態は、用途に応じて適宜選択すればよい。
【００７５】
本発明のプリフォーム及び素線から得られる光ケーブルは、従来品と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。ただし、より好ましくは、光ケーブル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である。また、コネクタは、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。そのため、得られる光ケーブルは、種々の発光素子や受光素子や光スイッチ，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、必要に応じて他の素線、心線、光ケーブル等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することができる。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。
【００７６】
また、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。
【００７７】
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使用したより高度な光伝送システムを構築することができる。なお、以上の光伝送用途以外にも、照明（導光）やエネルギー伝送，イルミネーション，レンズ，センサ分野にも用いることができる。
【実施例１】
【００７８】
図１の製造工程１０にしたがい、第１部材１２と１１層構造の第２部材１６とを有する素線１９を製造した。溶融押出成形により作製した内径１８．５ｍｍ、長さ２７ｃｍのＰＶＤＦ管を、第２部材１６作製するための容器として使用した。ＰＶＤＦの屈折率は１．４１である。孔径が０．２μｍのＰＴＦＥメンブランフィルターにより第１層用原料２１ａをろ過しながら第１部材１２の中空部に注入した。第１層２１〜第１１層までの各原料のうち重合性化合物としては３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５とを用いた。各層形成における両者の配合については、前者をａ（ｍｌ）、後者をｂ（ｍｌ）として表１に示す。両者を混合してから、この混合物に、重合開始剤としてのＭＡＩＢ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ２，２’−ａｚｏｂｉｓ（ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ））と連鎖移動剤としての３−メルカプトプロピオン酸エチルとを添加した。３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５との混合液に対するＭＡＩＢの割合は０．１ｍｏｌ％であり、３−メルカプトプロピオン酸エチルの割合は０．０５ｍｏｌ％である。なお、ＭＡＩＢの十時間半減期温度は６６℃である。
【００７９】
第１層用原料２１ａが注入されたＰＶＤＦ管を、長手方向が水平となるように容器本体６０ａにセットし、２０００ｒｐｍで回転させながら７０℃の雰囲気下で３時間の加熱重合を行った。重合容器６０はＳＵＳ製である。このとき、回転する重合容器６０の近傍、具体的には１〜２ｃｍ離れた位置に非接地型熱電対を設けて、温度を測定し、この測定温度を重合反応による温度としてみなした。また、この方法により測定された重合反応の発熱における温度ピーク（発熱ピーク）を求めた。実施例１では、重合開始から約１時間２０分経過したときに６７℃の発熱ピークが認められた。以上により、ＰＶＤＦ管の内面に第１層２１を形成させた。なお、得られた重合体の転化率は９０％であった。
【００８０】
次に、第１層２１が形成されたＰＶＤＦ管を重合容器６０から取り出し、その中空部に第２層用原料２２ａを注入して第１層を形成した条件と同じ条件で重合反応を実施した。第１層２１の屈折率は１．４３２であった。続いて第３層〜第１１層を順次形成した。第２層２２〜第１１層までの各重合反応条件は、第１層２１を形成したときと同じである。なお、第１層２１〜第１１層の各原料の量は、断面中心に近い層ほど表１のように少なくなるようにした。
【００８１】
第２部材１６が中空部に形成されたＰＶＤＦ管を、１３０℃で２４時間加熱処理し、その後、第２部材１６からＰＶＤＦ管を取り外した。第１層から第１１層までのうち最も高いガラス転移点の重合体を含む層は第１１層であり、その値は８５℃であった。その後、この第２部材１６を８０℃、−０．０９ＭＰａの減圧度の条件下で７２時間加熱した。
【００８２】
ＴＨＶ樹脂であるＤｙｎｅｏｎＴＨＶ５００Ｇ（住友３Ｍ（株）製）により管を作製し、この管を第１部材１２とした。この第１部材１２の中空部に第２部材１６を入れてプリフォーム１１とし、これを延伸した。延伸は、空洞部２７を減圧しながら実施した。延伸中には、発泡が確認されず、また、延伸後の素線１９には、第１部材１２と第２部材１６との間に気泡は確認されなかった。得られた素線１９の６５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は１２０ｄＢ／ｋｍ、８５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は１００ｄＢ／ｋｍであった。
【００８３】
【表１】
【実施例２】
【００８４】
本発明に対する比較実験として、本実施例２を実施した。次に示す条件の他は、実施例１と同じ条件である。実施例２の実験１では、各層を形成するときの重合温度を４０℃としたところ１層あたり約１０時間要し、第１層形成開始から第１１層形成終了までに要した時間は１１１時間であった。すなわち、生産性は実施例１よりも非常に低かった。実施例２の実験２では、各層を形成するときの重合温度を９５℃とした。実験２で得られた素線の６５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は３００ｄＢ／ｋｍ、８５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は１５０ｄＢ／ｋｍであり、特に短波長領域での伝送損失が実施例１の素線１９の伝送損失に比べて大きかった。実施例２の実験３では、加熱工程１８での加熱温度を５０℃とした。延伸中には、第１部材と第２部材との間に発泡が確認され、素線の外径が、目標とする径±１００μｍの範囲となって不均一であった。この素線の６５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は８００ｄＢ／ｋｍ、８５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は７８０ｄＢ／ｋｍであった。実施例２の実験４では、加熱工程での加熱温度を９０℃とした。実験４ではプリフォームが著しく変形し、素線とすることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明のプラスチック光ファイバ素線の製造工程である。
【図２】プリフォームの断面図である。
【図３】第１層形成工程における重合容器の断面図である。
【図４】回転重合装置の概略図である。
【図５】回転重合の説明図である。
【図６】第２層形成工程における重合容器の断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 素線製造工程
１１ プリフォーム
１２ 第１部材
１６ 第２部材
１９ 素線
２１〜２４ 第１層〜第ｎ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送体の製造方法に関し、特にプラスチック光ファイバ等に用いることができる複層構造の光伝送体を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック光ファイバ等の光伝送体は、屈折率が互いに異なる外殻部と導光部とを有し、導光部に光を入射させ、外殻部と導光部との界面で光を反射させることにより光信号を伝えるものである。プラスチック製の光伝送体は、プリフォームを延伸してつくられることが多い。プリフォームの製造の際には、重合体を生成する重合工程で、重合すべき化合物が完全には反応せずに、未反応のまま重合体の中に残ってしまうことがある。このように未反応物が残存するようなプリフォームは、延伸するときに発泡してしまい、光伝送特性が悪くなるという問題がある。
【０００３】
そこで、複数の管を嵌め合わせたプリフォームを、そのプリフォームを構成する重合体のガラス転移点Ｔｇ以上の温度で減圧加熱処理した後に、減圧しながら加熱延伸してプラスチック光ファイバとする方法が、特許文献１では提案されている。この方法によると、プリフォーム中に残った物質を効果的に除去することができ、延伸の際に発泡が起こらない。また、未反応モノマーの量を所定の範囲に残して層を重ね、プリフォームを製造する方法が、特許文献２に提案されている。この方法によると、重合開始剤が失活する前に重合反応を次々実施するので、重合性化合物を効果的に重合させて生産性よくプリフォームを製造することができる。
【特許文献１】特開平１１−３４４６２３号公報
【特許文献２】特開平１０−９６８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載される方法をはじめとする従来の方法では、未反応の重合性化合物をプリフォーム中に残さないことについては効果があるが、次のような問題がある。特許文献１の方法では、Ｔｇ以上の温度でプリフォームを加熱するために、プリフォームの材料次第では変形がおきてしまう。特許文献２の方法では、プリフォーム中に未反応の重合性化合物が多く残留するので、プリフォームが延伸中に発泡しやすく、そのためプラスチック光ファイバの生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、重合性化合物を効果的かつ効率的に重合させて、未反応の重合性化合物の残存量を低減し、さらに、未反応物質をさらに効果的に除去して、気泡がなく伝送特性に優れた光伝送体を生産性よく製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の複層光伝送体の製造方法は、管状容器の中に重合開始剤と重合性化合物とを入れる注入工程と、管状容器の長手方向に垂直に交差する断面中心を回転中心として回転させながら重合性化合物を重合させる重合工程とを交互に複数回繰り返し、管状容器の前記断面において外側から中心に向かい同心円状に層を複数重ね、重合の反応温度ＴＥ１（単位；℃）と重合開始剤の１０時間半減期温度ＴＥ２（単位；℃）とが下記の（１）の条件を満たすことを特徴として構成されている。
ＴＥ２−２０≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２５・・・（１）
【０００７】
前記重合工程における重合時間を０．５時間以上５時間以下とすることが好ましい。
【０００８】
さらに、本発明は、前記重合工程により生成する重合体のガラス転移点をＴｇとするとき、上記の製造方法により得られる複層光伝送体を、２４時間以上７２時間以内加熱処理してから、大気圧に対して０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰａ減圧しながら（Ｔｇ−１０）℃以上Ｔｇ未満の範囲内の温度で２４時間以上１００時間以内加熱処理した後に、加熱延伸してプラスチック光ファイバ素線と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を含んで構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
重合性化合物を効果的かつ効率的に重合させることができるので未反応物質を低減するとともに重合時間を従来よりも短くすることができる。これにより伝送特性に優れた光伝送体を生産性よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は本実施形態に限定されるものではない。図１は、プラスチック光ファイバ素線（以降、素線と称する）を製造する工程図であり、図２はプリフォームの断面図である。
【００１１】
素線の製造工程１０は、プリフォーム１１の外殻部となる管状の第１部材１２を形成する第１部材形成工程１３と、光伝送部となる第２部材１６を第１部材１２の中空部に形成してプリフォーム１１とする第２部材形成工程１７と、プリフォーム１１を加熱する加熱工程１８と、プリフォーム１１を長手方向に延伸して素線１９とする延伸工程２０とを有する。
【００１２】
第２部材１６は外側から内側へと層を順次重ねて生成させることにより形成され、長手方向に垂直に交差する断面において同心円状のｎ層構造を有する。ここで、ｎは１以上の自然数である。第２部材１６の各層については、外側から内側に向かって順に第１層２１，第２層２２，・・・，第（ｎ−１）層２３，第ｎ層２４と称するものとし、これらの各層をつくる工程を第１層形成工程３１，第２層形成工程３２，・・・，第（ｎ−１）層形成工程３３，第ｎ層形成工程３４とする。
【００１３】
各層２１〜２４の厚みは、長手方向において一定であり、互いに同じであっても異なっていてもよい。断面円形の中心部には空洞部２７が形成されることがあるが、第ｎ層２４の形成条件によってはこの空洞部２７は形成されない。
【００１４】
本実施形態では、第２部材１６をつくる際の容器として第１部材１２を使用することにより、単層構造である第１部材１２とｎ層からなる第２部材１６とを一体に形成し、全層数が（ｎ＋１）であるプリフォーム１１を製造する方法を示すが、プリフォームの全層数、第１部材の作製方法、第１部材と第２部材とを一体化する方法に本発明はこれに限定されるものではない。例えば、管状容器の中で、素線の外殻部となる第１部材を管状につくった後に、この第１部材の中空部に光伝送部となる第２部材を（ｎ−１）層の複層構造として形成することにより、第１部材と第２部材との全層数がｎであるプリフォームを製造することができる。また、第１部材と同じ内径を有する管状容器の中で第２部材をつくり、予め作られた第１部材と第２部材とを嵌め合わせることによりプリフォームを製造することもできる。そして、第１部材は、第１部材を形成するための重合性化合物を管状容器の中に入れた状態で回転させて重合することにより作製してもよいし、第１部材を形成するための重合体を溶融押出成型することにより作製してもよい。
【００１５】
第１層形成工程３１は、第１層２１の原料を第１部材１２の中空部に入れる注入工程３７と、注入した原料から重合体を生成させる重合工程３８とを有する。第２層形成工程以降３２の各層形成工程も、第１層形成工程３１と基本的に同じであるので、図１においてはそれぞれの層形成のための注入工程及び重合工程の図示は略す。このように、注入工程と重合工程との組み合わせを繰り返すことにより、外側から１層ずつ順に形成することにより第２部材１６は作られる。
【００１６】
第１部材１２の屈折率は、これと接する第１層２１の屈折率よりも５×１０−３以上低くし、第２部材１６における隣り合うふたつの層のうち内側の層の屈折率よりも外側の層の屈折率を５×１０−３以上低くする。このように、第２部材１６の屈折率は、断面円形の中心に向かうにしたがい次第に高くされてある。また、第２部材１６の最外層である第１層２１の屈折率は１．４以上１．５以下とされる。これにより、伝送損失をより低くすることができる。なお、第１層２１から第ｎ層２４へ至る屈折率の変化は、段階的であってもよいし、連続的であってもよい。
【００１７】
第１部材１２は、結晶構造をもつ重合体から構成される。これにより、伸度および強度などの物理的特性を向上させて、素線が曲げられた時に変形等が生じないようになる。第１部材１２の重合体を生成する重合体化合物としては、結晶構造をもち、かつフッ素原子を含むものが好ましい。このような重合性化合物を原料とすることにより、素線としたときの物理強度を従来品よりも向上させるとともに、低屈折率を実現することができるという効果もある。第１部材１２の重合体としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン／ビニリデンフルオライド三元系コポリマー（ＴＨＶ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリ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）などが好ましく、低屈折率である点でＴＨＶが特に好ましい。
【００１８】
第２部材１６の重合体は、光散乱が生じないように非晶質の重合体とし、層同士が互いに優れた密着性をもつように重合性化合物が選択される。より好ましくは、機械的特性や耐湿熱性に優れている重合体とすることである。第１層２１の重合体としては、公知の重合体の中でも屈折率が低いものが好ましい。
【００１９】
第１層〜第ｎ層２１〜２４の重合体を生成するための重合性化合物としては、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）、主鎖環状含フッ素ポリマー形成モノマー類（ｅ）が挙げられ、重合体としては非晶質フッ素系ポリマー樹脂（例えば、テフロン（登録商標）ＡＦ（デュポン（株）製））、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）、ビスフェノールＡなどを重合性化合物として用いた重合体が挙げられる。なお、重合性化合物を選択する際には、互いに隣り合う層同士の親和性や屈折率の差等を考慮することが好ましい。
【００２０】
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、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。
【００２１】
（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。
【００２２】
（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、（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、（ｅ）主鎖環状含フッ素ポリマー形成モノマー類としては、環状構造を有するもの、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もつ含フッ素重合体を生成するようなものであり、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などに例示されるように、主鎖に脂肪環もしくは複素環を有する重合体を形成するモノマー、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重合体あるいは共重合体が、光伝送体に成形されたときに目的とする屈折率分布を発現するように、種類や組成比を決定することが好ましい。
【００２３】
第１部材１２の重合体としては、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（３ＦＭ）、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート、フッ化（メタ）アクリレート等との共重合体である。また、ＭＭＡと、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレートなどの分岐構造を有する（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）共重合体なども用いることもできる。
【００２４】
上記の各ポリマーが水素原子（Ｈ）を含む場合には、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。
【００２５】
素線を近赤外光用途に用いるときには、ポリマー中にＣ−Ｈ結合があるとこれに起因して吸収損失が起こることがある。そこで、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が好ましい。これにより、伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送損失を少なくすることができる。好ましいポリマーとしては、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）等が挙げられる。なお、原料となる化合物は、生成する重合体の透明性を損なわないためにも、不純物や光散乱源となる異物が予め十分に除去されてあることが望ましい。
【００２６】
第２部材１６に径方向において屈折率を変化させる、つまり屈折率分布を付与する方法としては以下のような方法がある。第１の方法は、互いに異なる屈折率の単独重合体をそれぞれ生成する２種の重合性化合物を用意し、この配合を層毎に変えて共重合させる方法である。得られる共重合体は、層毎に屈折率が異なるものとなる。つまり、第１の屈折率を示す単独重合体を生成する第１の重合性化合物と、単独重合体を生成したときに屈折率が第１の屈折率よりも高くなるような第２の重合性化合物との比率に関して、第２の重合性化合物の割合を多くするほど高い屈折率の共重合体が生成する。この方法によると、各層の成分に共通する構造単位があるので、共通する構造単位がないものを各層にそれぞれ用いる場合よりも、層と層との親和性が高まり、界面不整を抑制することができる。第２の方法は、各層２１〜２４の主たる成分である重合体を生成する重合性化合物に、前記重合体とは異なる屈折率をもつ屈折率調整剤を添加し、層毎に添加する屈折率調整剤の割合を変える方法である。この場合には、内側の層ほど屈折率調整剤の添加率を高くすることで、上記の屈折率分布をもつプリフォームを製造することができる。なお、屈折率調整剤の詳細に関しては、後述する。
【００２７】
上記のふたつの方法のうち前者の方法により屈折率分布を発現させる場合には、例えば、単独重合体としたときの屈折率が１．４１である２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート（３ＦＭｄ７）と、単独重合体としたときの屈折率が１．４９であるペンタフルオロフェニルメタクリレート（ＰＦＰＭＡｄ５）とを、層毎に配合比を変えて第２部材１６をつくるとよい。また、このように水素原子が一部重水素原子とされた３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５とを使用することにより、伝送損失を少なくすることができるので好ましい。このように、第２部材１６は、非晶質を含む重合体からなるように、第２部材１６を生成させる重合成化合物を選択することが好ましい。
【００２８】
重合性化合物の重合においては重合開始剤を使用する。重合開始剤としては、ラジカルを生成するものが好ましい。そして、重合性化合物を重合させる反応温度をＴＥ１（単位；℃）とし、重合開始剤の１０時間半減期温度をＴＥ２（単位；℃）とするときに、ＴＥ１とＴＥ２とが以下の（１）を満たすように重合開始剤を選択するとともに反応温度を設定する。この条件を満たすことにより、重合反応を効率的かつ効果的に生起進行させることができる。そのため、プリフォーム１１の生産効率を大幅に向上させることができるとともに、延伸工程２０での発泡を抑制することができる。
ＴＥ２−２０≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２５・・・（１）
【００２９】
そして、ＴＥ２≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２０の条件が上記（１）の条件よりも好ましく、ＴＥ２≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋１０の条件がさらに好ましい。なお、重合開始剤を複数種類用いる場合には、それらの各１０時間半減期温度のうち最も低い温度を上記ＴＥ２とする。
【００３０】
好ましい重合開始剤としては、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。
【００３１】
上記以外にも、特開２００３−１９２７１４号公報や特開２００３−２４６８１３号公報に開示されるように、重合開始剤としては、ニトリル基を含まない、即ちニトリル基不含のアゾ化合物が好ましい。アゾ系化合物は、（メタ）アクリル酸エステル系モノマーの重合開始剤として好ましいが、ニトリル基を有するアゾ化合物は、加熱による着色が著しく、光ファイバ等の光学部材に要求される光伝送能を満足しない。特に連鎖移動剤としてメルカプタン類を使用する際にはこの現象が顕著である。そこで、ニトリル基不含のアゾ化合物を用いることにより、着色による光伝送能の低下がなく、高い光伝送能を有する光学部材を作製することができる。ニトリル基不含のアゾ化合物としては、化１の一般式で表される化合物が好ましい。
【００３２】
【化１】
【００３３】
化１中で、Ｒ１ 、Ｒ２ およびＲ３ は各々独立して、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のシクロアルキル基、−ＣＯＯＲ４ 、または−ＣＯＮＲ５ Ｒ６ を表し、Ｒ４ は炭素数１〜５のアルキル基を表し、Ｒ５ およびＲ６ は各々独立して、炭素数１〜９のアルキル基または炭素数３〜６のシクロアルキル基を表す。Ｒ５ およびＲ６ が結合して環を形成してもよい。Ｒ１ 〜Ｒ２ がそれぞれ表すアルキル基は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。Ｒ１ 〜Ｒ２ がそれぞれ表すアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎープロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基およびネオペンチル基等が挙げられる。好ましくはメチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ネオペンチル基等であり、さらに好ましくはメチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ネオペンチル基等である。Ｒ１ 〜Ｒ３ 、Ｒ５ およびＲ６ がそれぞれ表すシクロアルキル基としては、シクロヘキシル基が好ましい。
【００３４】
化１で表される化合物の具体例としては、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い。また、前述したもののうち２種類以上を併用してもよい。
【００３５】
重合度を調整するために連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤については、重合性化合物の種類に応じて、適宜、種類および添加量を決めるとよい。各重合性化合物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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
屈折率調整剤を用いる場合には、屈折率調整剤は非重合性の化合物が好ましい。屈折率調整剤の割合は、第２部材１６を構成する主成分に対して０．０１〜２５重量％とすることが好ましく、１〜２０重量％とすることがより好ましい。これにより、既に述べたような屈折率分布をより発現させやすくなる。
【００３８】
屈折率調整剤としては、屈折率が高いこと、分子体積が大きいこと、重合性化合物の重合反応に関与しないこと、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であること、の各性質のうち、少なくともひとつを満たすものが好ましい。なお、屈折率調整剤は、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。
【００３９】
屈折率調整剤としては、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）などの非重合性低分子化合物を用いることができる。中でも、ＢＥＮ，ＤＰＳ，ＴＰＰ，ＤＰＳＯを使用することが好ましい。このような屈折率調整剤を、第２部材を形成する原料のひとつとして用い、さらに、屈折率調整剤の濃度を層毎に調整することにより、第１〜第ｎ層２０〜２４の各屈折率を所望の値に制御することがより容易となる。
【００４０】
以上の重合開始剤、連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量は、使用する重合性化合物の種類等に応じて、好ましい範囲を適宜決定する。各層２１〜２４における重合開始剤の割合は、重合性化合物に対して０．００５〜０．５モル％とすることが好ましく、０．０１０〜０．１モル％とすることがより好ましい。また、各層２１〜２４における連鎖移動剤の割合は、各層の重合性化合物に対して０．００５〜０．５モル％とすることが好ましく、０．０１〜０．１モル％とすることがより好ましい。
【００４１】
その他にも、各層２１〜２４の一部に、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、各層２１〜２４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。
【００４２】
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重合性化合物に添加することもできる。このような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。
【００４３】
第２部材１６の製造方法について説明する。ただし、ここに示す実施形態は本発明の一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。図３に、プリフォーム１１を作製する際に使用する重合容器の断面図を示す。重合容器６０は、円管状の容器本体６０ａとこの容器本体６０ａの両端をそれぞれ塞ぐ蓋部材６０ｂとを有し、ＳＵＳ製である。また、重合容器６０は、その内径が中に収容される第１部材１２の外径よりもわずかに大きいものであり、重合容器６０の回転に伴って第１部材１２が回転することができるようにされている。
【００４４】
市販の溶融押出成型により成型した第１部材１２をこの重合容器６０に収容する。次に、栓６１で第１部材１２の片端部を塞ぐ。この栓６１は第１層〜第ｎ層２１〜２４の原料に溶解しない素材からなる。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。
【００４５】
第１層用原料２１ａである重合性化合物を第１部材１２の中空部に注入する。そして、第１部材１２の他端部を栓６１で塞ぎ、容器本体６０ａに蓋部材６０ｂを嵌める。なお、重合容器６０に代えて第１部材と栓６１とを用いることもできる。重合容器６０を回転させながら重合性化合物を重合させて第１層をつくる。なお、第１部材１２が重合容器６０の回転に応じることができるように、重合容器６０の内面等に第１部材１２を支持する支持部材を設けてもよい。
【００４６】
重合容器６０を回転させる際には、回転重合装置を利用する。図４に、回転重合装置７１の概略図を示す。回転重合装置７１は、装置本体７２の中に設けられた複数の回転部材７３と駆動部７６と装置本体７２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７７とを有している。
【００４７】
回転部材７３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６０を支持することができるように、長手方向が互いに略平行かつ略水平となっている。各回転部材７３は、その一端が装置本体７２の側面に回動自在に取り付けられており、駆動部７６によりそれぞれ独立して回転駆動される。なお、駆動部７６には、駆動部７６の駆動を制御するためにコントローラ（図示せず）が備えられている。
【００４８】
図５に、重合容器６０の回転方法についての説明図を示す。重合反応時においては、隣り合う回転部材７３の周面により形成される谷部に重合容器６０がセットされた後、回転部材７３の回転に応じて重合容器６０は回転させられる。図５では、回転部材７３の回転軸を符号７３ａで示している。このように、回転重合装置７１に重合容器６０をセットさせて回転させることにより、第１層用モノマー３１ａを重合させることができる。なお、本実施形態では、重合容器６０の回転をサーフェスドライブ式としているが、重合容器６０の回転方式は、特に限定されるものではない。
【００４９】
重合容器６０の両端の蓋６０ｂには磁石６０ｃが備えられるとともに、隣り合う２本の回転部材７３の間の下方には磁石７５が備えられる。これにより、回転時に重合容器６０が回転部材７３から浮いてしまうことを防止することができる。ただし、重合容器６０の回転部材７３からの浮きを防止する方法としては、本実施形態に限定されるものではない。例えば、回転部材７３と同様な回転手段を、セットされた重合容器６０の上部に接するように設けて、同様に回転させることにより重合容器６０の浮きを防止する方法や、重合容器６０の上方に押さえ手段を設けて、重合容器６０に所定の荷重をかけることにより浮きを防止する方法などが挙げられる。なお、本発明は浮き防止方法に依存するものではない。以上のようにして第１部材１２の長手方向を水平とすることが、第１部材１２の内面全体に第１層２１を形成する上でもっとも好ましい。第１部材の長手方向は略水平であればよく、回転軸の許容される角度は水平に対して概ね５°以内である。
【００５０】
上記重合の前には、第１部材１２を立てた状態で重合性化合物を予備重合させてもよい。予備重合を行う際には、所定の回転機構により第１部材１２の円管軸を回転中心として回転させることが好ましい。
【００５１】
重合性化合物をはじめとする諸原料については、重合前に予め濾過や蒸留などの処理を行うことにより、重合禁止剤となりうる物質や水分および不純物等をあらかじめ除去しておくことが好ましい。さらに、重合性化合物や重合開始剤を混合した後に、この混合物を超音波処理して溶存気体や揮発性の物質を除去することが好ましい。また、第１層形成工程の前後において、公知の減圧装置により第１部材１２や第１層用原料２１ａを減圧処理してもよい。
【００５２】
以上のようにして第１層が形成された第１部材１２を回転重合装置７１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。
【００５３】
続いて、第２層〜第ｎ層を順次形成する。図６に、第２層の形成開始時における重合容器８０の断面図を示す。この重合容器６０は、第１層２１を生成させた際に用いたものと同じであるため同一の符号を用いる。まず、第２層用原料２２ａを第１層２１の中空部に注入する。
【００５４】
第１層の重合工程３８（図１参照）における重合時間は０．５時間以上５時間以下とすることが好ましく、この重合工程３８を終わらせたところで第２層用原料２２ａの注入工程を実施することが好ましい。これにより、重合反応が十分に進行して第１層用の重合性化合物の残留量が非常に少なくなるために、延伸工程２０（図１参照）における発泡が無くなるとともに、目的とする屈折率分布の素線が生産性よく製造することができる。重合時間を０．５時間よりも短くすると重合が十分に進行せずに重合性化合物が多く残留した状態となるために、延伸工程で発泡が起こることがあるとともに目的とする屈折率分布を発現しなくなることがある。一方、重合時間を５時間よりも長くすると、第１形成工程〜第ｎ層形成工程に要する時間が長すぎて生産性が悪い。
【００５５】
栓６１により注入口を塞ぎ、第１層２１が形成された第１部材１２の長手方向を略水平とし、第１部材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重合反応を開始する。このように回転させながら重合を進めることにより第２層を形成する。第２層〜第ｎ層用の各重合性化合物を重合させる際には、第１層２１の作製時と同様に回転重合装置７１（図４参照）を用いるとよい。なお、必要に応じては、第２層用原料２２ａをはじめとする第２層〜第ｎ層用の各原料を注入するそれぞれの前後において、公知の減圧装置によりパイプ１７や注入物を減圧処理してもよい。
【００５６】
このとき、第２層用の重合性化合物が重合を開始すると、第１層２１の内壁が第２層用の重合性化合物により膨潤し、重合初期段階において膨潤層を形成する。この膨潤層は、ゲル状態となっているため、重合速度が加速するといういわゆるゲル効果現象が認められる。このような現象から、本明細書では、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させて重合性化合物を重合させる反応方法を回転ゲル重合法と称する。なお、この重合方法では、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。
【００５７】
各層形成のための重合反応の反応速度は、適宜調整されることが好ましい。例えば、各重合成化合物の反応進行度合いを表す転化率が、１時間あたり５〜９０％となるように反応速度を調整することが好ましい。より好ましくは、１時間あたりの転化率が１０〜８５％となるように調整することであり、さらに好ましくは２０〜８０％である。この反応速度の制御は、重合開始剤の種類や添加量、重合温度の調整などにより制御することができる。なお、重合性化合物の転化率の求め方は周知の方法を用いればよく特に限定はされない。例えば、重合性化合物の残留量のガスクロマトグラフィによる定量分析と、反応生成物の目視評価とを実施して、両データの関係をあらかじめ求めておき、この関係をもとに目視観察にて添加率を求めるとよい。また、回転速度を適宜調整することにより、各層の重合反応における転化率などを制御することもできる。
【００５８】
以上の方法により、所定の原料により生成された第１層〜第ｎ層の複層構造を第１部材の内部に形成させて第２部材をつくることができる。なお、第１部材と第２部材とを別々に作った後に、管状の第１部材１１の中に第２部材１６を挿入してプリフォーム１１を作ることも可能である。
【００５９】
加熱工程１８（図１参照）においては、プリフォームを減圧しながら加熱することが好ましい。これにより、未反応の重合性化合物がプリフォーム中に残っていた場合でも、それら残留物をプリフォームから除去することができる。ここで、プリフォーム１１のガラス転移点をＴｇとする。部材毎や層毎にガラス転移点が異なる場合には、それらガラス転移点のうち最も高い温度をＴｇとみなす。この加熱工程中は、一定条件下で実施してもよいが、条件を段階的に変更して実施することがより好ましい。条件を段階的に変更していくことにより、より光学特性に優れた素線を製造することができる。
【００６０】
加熱工程を２段階で実施してもよい。２段階の加熱工程とは、生成した重合体のいわゆる密度ゆらぎを解消させるための第１加熱工程と、この第１加熱工程の後に残留物等の除去を行うための第２加熱工程とである。第１加熱工程では、減圧せずに２４時間以上７２時間以内プリフォーム加熱する。この間の温度は、製造しようとするプリフォームの構成部材のうち、導光部となる第２部材のガラス転移点に応じて定めることが好ましく、例えば、第２部材を構成する重合体のうち最も高いガラス転移点が９０℃であるときには９０℃〜１４０℃とすることがより好ましい。これによって導光部を構成する重合体の密度ゆらぎが解消されるので、散乱損失が低減する。第２加熱工程では、温度は（Ｔｇ−１０）℃以上Ｔｇ未満の範囲において一定とし、減圧度は大気圧に対して０．０５ＭＰａ以上０．１ＭＰａ未満の範囲で低い圧力となるように設定することが好ましい。第２加熱工程での温度は（Ｔｇ−８）℃以上Ｔｇ未満の範囲で一定とすることがより好ましく、（Ｔｇ−５）℃以上Ｔｇ未満の範囲で一定とすることがさらに好ましい。また、第２加熱工程での減圧加熱の処理時間は２４時間以上１００時間以内とすることが好ましい。これにより、生産効率を大きく損なうことなく効果的に未反応の重合性化合物をプリフォームから除去することができるとともに、プリフォームの変形を防止することができる。
【００６１】
第２加熱工程の時間が２４時間未満であると、未反応の重合性化合物を十分に除去することができない場合があり、１００時間より長いと生成した重合体が劣化して伝送損失を大きくしてしまうことがある。なお、減圧処理は、上記のように、第１及び第２加熱工程の少なくともいずれか一方で実施すればよく、第２加熱工程で実施することがより好ましい。また、３つ以上の加熱工程を実施する場合には、上記第１程及び第２加熱工程を含むことが好ましい。
【００６２】
第２加熱工程での加熱温度が（Ｔｇ−１０）℃未満であると未反応の重合性化合物や低沸点の不純物が十分には除去されないことがあり、一方Ｔｇ以上であるとプリフォームが変形してしまうことがある。また、大気圧よりも０．１Ｐａ以上低い圧力とは真空よりも低い圧力ということになるので現実には不可能であり、一方、０．５Ｐａより小さな減圧度であると減圧効果がほとんどない。
【００６３】
このプリフォームを加熱延伸させることにより所望の直径（例えば、２００〜１０００μｍ）を有する素線を得ることができる。なお、プリフォームの延伸方法は、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る。
【００６４】
素線は、グレーデッドインデックス型（Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ：ＧＩ型）、ステップインデックス型（Ｓｔｅｐ Ｉｎｄｅｘ；ＳＩ型）でもよい。
【００６５】
素線は、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使用される。
【００６６】
このようにして得られた素線の外周を被覆材により被覆すると、プラスチック光ファイバ心線（プラスチック光ファイバコード，Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ、以降、心線と称する）を得ることができる。なお、素線の外周を被覆材により被覆する際には、一次被覆を実施した後に二次被覆を実施する方法が一般的である。ただし、被覆層の数については１層または２層に限定されるものではない。
【００６７】
また、この心線を束ねることによりプラスチック光ケーブル（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｂｌｅ、以降、光ケーブルと称する）を得ることができる。本明細書においては、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する。また、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する。なお、光ケーブルは、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。
【００６８】
光ケーブルの中でもシングルファイバケーブルとする場合には、第２の被覆工程を経ることなく、第１被覆工程における被覆層を外表としたままでこれを光ケーブルとして用いることもある。光ケーブルとされるときの被覆の形態としては、一本の前記心線と被覆材との界面、あるいは複数本束ねた状態の心線の外周と被覆材との界面が、すべて接するように被覆されている密着型の被覆と、被覆材と心線との界面に空隙を有するルース型被覆とがある。ルース型被覆では、たとえばコネクタとの接続部において被覆層を剥離した場合、その端面の空隙から水分が浸入して長手方向に拡散されるおそれがあるため、通常は密着型が好ましい。
【００６９】
しかし、ルース型被覆の光ケーブルは、被覆材と心線とが密着していないので、光ケーブルにかかる応力や熱などのダメージの多くを、被覆層により緩和させることができるという利点を有する。そのため、ルース型被覆の光ケーブルは、使用目的によっては好ましく用いることができる。ルース型被覆の場合のコネクタ接続部からの水分の伝播については、光ファイバ心線と被覆材との界面の空隙部に流動性を有するゲル状の半固体や粉粒体を充填することにより、防止することができる。さらに、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他の異なる機能を付与させることにより、多機能な被覆層を形成した光ファイバケーブルを製造することができる。また、ルース型の被覆とするには、クロスヘッドダイの押出し口ニップルの位置を調整し減圧装置による減圧度を加減することにより、前記空隙を有する層を形成することができる。この空隙層の厚みは前述のニップル厚みと空隙層とを加圧／減圧することにより調整することができる。なお、第１、第２の被覆工程で設けられる被覆材には、難燃剤や、紫外線吸収剤、酸化防止剤、昇光剤、滑材などを、光伝送特性に影響を及ぼさない条件範囲で添加してもよい。
【００７０】
前記難燃剤としては、臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤、リン含有のものがあるが、燃焼時における毒性ガス低減などの安全性の観点では、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物が主流となりつつある。ただし、このような金属水酸化物は、その内部に水分を結晶水として有している。この水分は、これら金属水酸化物の製法過程における付着水に起因するものであり完全除去は不可能とされる。したがって、金属水酸化物による難燃性付与は、素線に接する被覆層には含有させず、ケーブルとしての外表となる被覆層に対してのみ行うことが望ましい。
【００７１】
また、光ケーブルに複数の機能を付与させるために、さらに、適宜機能材料よりなる機能層を被覆させてもよい。前記難燃化層以外の機能層としては、例えば、素線の吸湿を抑制するためのバリア層や、素線に含有された水分を除去するための吸湿材料層などが挙げられる。なお、この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。
【００７２】
さらに、その他の機能層としては、可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や外部からの応力を緩衝するための緩衝材として機能する発泡材料層、剛性を向上させるための強化層などが挙げられる。また、被覆するための材料としては、樹脂以外にも、例えば、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挙げられる。このような材料を用いると、光ケーブルの力学的強度を補強することができるために好ましい。
【００７３】
なお、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る。そして、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。ただし、本発明に適用することができる抗張力繊維および金属線は、これらに限定されるものではない。また、その他にも、光ケーブルを保護するための金属管の外装や架空用の支持線、配線時の作業性を向上させるための機構などを光ケーブルの外周部に組み込むこともできる。
【００７４】
光ケーブルの形状は使用形態によって、光コード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が挙げられる。なお、これらの使用形態は、用途に応じて適宜選択すればよい。
【００７５】
本発明のプリフォーム及び素線から得られる光ケーブルは、従来品と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。ただし、より好ましくは、光ケーブル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である。また、コネクタは、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。そのため、得られる光ケーブルは、種々の発光素子や受光素子や光スイッチ，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、必要に応じて他の素線、心線、光ケーブル等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することができる。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。
【００７６】
また、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。
【００７７】
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使用したより高度な光伝送システムを構築することができる。なお、以上の光伝送用途以外にも、照明（導光）やエネルギー伝送，イルミネーション，レンズ，センサ分野にも用いることができる。
【実施例１】
【００７８】
図１の製造工程１０にしたがい、第１部材１２と１１層構造の第２部材１６とを有する素線１９を製造した。溶融押出成形により作製した内径１８．５ｍｍ、長さ２７ｃｍのＰＶＤＦ管を、第２部材１６作製するための容器として使用した。ＰＶＤＦの屈折率は１．４１である。孔径が０．２μｍのＰＴＦＥメンブランフィルターにより第１層用原料２１ａをろ過しながら第１部材１２の中空部に注入した。第１層２１〜第１１層までの各原料のうち重合性化合物としては３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５とを用いた。各層形成における両者の配合については、前者をａ（ｍｌ）、後者をｂ（ｍｌ）として表１に示す。両者を混合してから、この混合物に、重合開始剤としてのＭＡＩＢ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ２，２’−ａｚｏｂｉｓ（ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ））と連鎖移動剤としての３−メルカプトプロピオン酸エチルとを添加した。３ＦＭｄ７とＰＦＰＭＡｄ５との混合液に対するＭＡＩＢの割合は０．１ｍｏｌ％であり、３−メルカプトプロピオン酸エチルの割合は０．０５ｍｏｌ％である。なお、ＭＡＩＢの十時間半減期温度は６６℃である。
【００７９】
第１層用原料２１ａが注入されたＰＶＤＦ管を、長手方向が水平となるように容器本体６０ａにセットし、２０００ｒｐｍで回転させながら７０℃の雰囲気下で３時間の加熱重合を行った。重合容器６０はＳＵＳ製である。このとき、回転する重合容器６０の近傍、具体的には１〜２ｃｍ離れた位置に非接地型熱電対を設けて、温度を測定し、この測定温度を重合反応による温度としてみなした。また、この方法により測定された重合反応の発熱における温度ピーク（発熱ピーク）を求めた。実施例１では、重合開始から約１時間２０分経過したときに６７℃の発熱ピークが認められた。以上により、ＰＶＤＦ管の内面に第１層２１を形成させた。なお、得られた重合体の転化率は９０％であった。
【００８０】
次に、第１層２１が形成されたＰＶＤＦ管を重合容器６０から取り出し、その中空部に第２層用原料２２ａを注入して第１層を形成した条件と同じ条件で重合反応を実施した。第１層２１の屈折率は１．４３２であった。続いて第３層〜第１１層を順次形成した。第２層２２〜第１１層までの各重合反応条件は、第１層２１を形成したときと同じである。なお、第１層２１〜第１１層の各原料の量は、断面中心に近い層ほど表１のように少なくなるようにした。
【００８１】
第２部材１６が中空部に形成されたＰＶＤＦ管を、１３０℃で２４時間加熱処理し、その後、第２部材１６からＰＶＤＦ管を取り外した。第１層から第１１層までのうち最も高いガラス転移点の重合体を含む層は第１１層であり、その値は８５℃であった。その後、この第２部材１６を８０℃、−０．０９ＭＰａの減圧度の条件下で７２時間加熱した。
【００８２】
ＴＨＶ樹脂であるＤｙｎｅｏｎＴＨＶ５００Ｇ（住友３Ｍ（株）製）により管を作製し、この管を第１部材１２とした。この第１部材１２の中空部に第２部材１６を入れてプリフォーム１１とし、これを延伸した。延伸は、空洞部２７を減圧しながら実施した。延伸中には、発泡が確認されず、また、延伸後の素線１９には、第１部材１２と第２部材１６との間に気泡は確認されなかった。得られた素線１９の６５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は１２０ｄＢ／ｋｍ、８５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は１００ｄＢ／ｋｍであった。
【００８３】
【表１】
【実施例２】
【００８４】
本発明に対する比較実験として、本実施例２を実施した。次に示す条件の他は、実施例１と同じ条件である。実施例２の実験１では、各層を形成するときの重合温度を４０℃としたところ１層あたり約１０時間要し、第１層形成開始から第１１層形成終了までに要した時間は１１１時間であった。すなわち、生産性は実施例１よりも非常に低かった。実施例２の実験２では、各層を形成するときの重合温度を９５℃とした。実験２で得られた素線の６５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は３００ｄＢ／ｋｍ、８５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は１５０ｄＢ／ｋｍであり、特に短波長領域での伝送損失が実施例１の素線１９の伝送損失に比べて大きかった。実施例２の実験３では、加熱工程１８での加熱温度を５０℃とした。延伸中には、第１部材と第２部材との間に発泡が確認され、素線の外径が、目標とする径±１００μｍの範囲となって不均一であった。この素線の６５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は８００ｄＢ／ｋｍ、８５０ｎｍの光伝送における伝送損失値は７８０ｄＢ／ｋｍであった。実施例２の実験４では、加熱工程での加熱温度を９０℃とした。実験４ではプリフォームが著しく変形し、素線とすることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明のプラスチック光ファイバ素線の製造工程である。
【図２】プリフォームの断面図である。
【図３】第１層形成工程における重合容器の断面図である。
【図４】回転重合装置の概略図である。
【図５】回転重合の説明図である。
【図６】第２層形成工程における重合容器の断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０ 素線製造工程
１１ プリフォーム
１２ 第１部材
１６ 第２部材
１９ 素線
２１〜２４ 第１層〜第ｎ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状容器の中に重合開始剤と重合性化合物とを入れる注入工程と、
前記管状容器の長手方向に垂直に交差する断面中心を回転中心として回転させながら前記重合性化合物を重合させる重合工程と、
を交互に複数回繰り返し、前記管状容器の前記断面において外側から中心に向かい同心円状に層を複数重ね、
前記重合の反応温度ＴＥ１（単位；℃）と前記重合開始剤の１０時間半減期温度ＴＥ２（単位；℃）とが下記（１）の条件を満たすことを特徴とする複層光伝送体の製造方法。
ＴＥ２−２０≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２５・・・（１）
【請求項２】
前記重合工程における重合時間を０．５時間以上５時間以下とすることを特徴とする請求項１記載の複層光伝送体の製造方法。
【請求項３】
前記重合工程により生成する重合体のガラス転移点をＴｇとするとき、請求項１または２記載の製造方法により得られる複層光伝送体を、２４時間以上７２時間以内加熱処理してから、大気圧に対して０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰａ減圧しながら（Ｔｇ−１０）℃以上Ｔｇ未満の範囲内の温度で２４時間以上１００時間以内加熱処理した後に、加熱延伸してプラスチック光ファイバ素線と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１】
管状容器の中に重合開始剤と重合性化合物とを入れる注入工程と、
前記管状容器の長手方向に垂直に交差する断面中心を回転中心として回転させながら前記重合性化合物を重合させる重合工程と、
を交互に複数回繰り返し、前記管状容器の前記断面において外側から中心に向かい同心円状に層を複数重ね、
前記重合の反応温度ＴＥ１（単位；℃）と前記重合開始剤の１０時間半減期温度ＴＥ２（単位；℃）とが下記（１）の条件を満たすことを特徴とする複層光伝送体の製造方法。
ＴＥ２−２０≦ＴＥ１≦ＴＥ２＋２５・・・（１）
【請求項２】
前記重合工程における重合時間を０．５時間以上５時間以下とすることを特徴とする請求項１記載の複層光伝送体の製造方法。
【請求項３】
前記重合工程により生成する重合体のガラス転移点をＴｇとするとき、請求項１または２記載の製造方法により得られる複層光伝送体を、２４時間以上７２時間以内加熱処理してから、大気圧に対して０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰａ減圧しながら（Ｔｇ−１０）℃以上Ｔｇ未満の範囲内の温度で２４時間以上１００時間以内加熱処理した後に、加熱延伸してプラスチック光ファイバ素線と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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１９９１６５（Ｐ２００７−１９９１６５Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５０２０（Ｐ２００６−１５０２０）
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【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８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２４日（２００６．１．２４）
【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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