JP2003098365A - プラスチック光ファイバとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】取扱いが容易かつ安全で、接続コストが低く、
短距離敷設が可能な、高帯域で伝送容量が大きく低伝送
損失であり、ガラス製ＳＭ型光ファイバとの相互接続可
能なＳＭ型プラスチック光ファイバおよびその製造方法
を提供する。 【解決手段】コアが実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結
晶性の含フッ素重合体（ａ）からなり、クラッドが含フ
ッ素重合体（ａ）より屈折率が０．００１以上低い含フ
ッ素重合体（ｂ）からなる、導波モードが単一モードで
あるプラスチック光ファイバ、および、その溶融押出成
形または母材からの溶融紡糸によるプラスチック光ファ
イバ製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導波モードが単一
モード（以下「ＳＭ」という）である、伝送帯域が高い
通信用プラスチック光ファイバおよびその製造方法に関
する。より詳しくは、透明性、耐熱性、耐湿性、耐候
性、耐薬品性、不燃性および柔軟性を合わせ持ち、特に
耐薬品性の要求される工場配線、下水道内配線などに好
適な、導波モードがＳＭである、伝送帯域が高い通信用
プラスチック光ファイバおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＳＭ型光ファイバとしてガラス
製のものが知られており、大容量長距離幹線系に実用化
されている。近年、インターネットの普及と通信システ
ムのデジタル化に伴い、通信設備センター間を結ぶ中継
ネットワークだけでなく、オフィスや家庭を結ぶ加入者
系ネットワークへの光ファイバ導入が重要となってきて
いる。しかしガラス製の光ファイバは可撓性に乏しいた
め取扱い難く、また、接続には専門の技術を要する。

【０００３】そこで可撓性に優れ取扱いが容易なアクリ
ル樹脂系のプラスチックファイバを用いたＳＭ型光ファ
イバが特開平５−２４１０３６号公報に提案されてい
る。しかし、メチルメタクリレート樹脂を代表としたア
クリル系樹脂やポリスチレン系樹脂はＣ−Ｈ結合に基づ
く振動吸収による伝送損失を有するため通信に使用する
光が可視光に限られる。そのため一般に通信で用いられ
ている８５０ｎｍ、１３００ｎｍなどの近赤外光が使用
できない。また、理論的な伝送損失が大きく伝送距離が
実質的に１００ｍ以下に限定されるためビル間や階を結
ぶネットワークの構築には使用できない。

【０００４】これに対して、分子中にＣ−Ｈ結合を持た
ない非晶質の含フッ素重合体を用いて屈折率分布型（以
下「ＧＩ型」という）光ファイバを製造すること、およ
び、得られた光ファイバは紫外光から近赤外光までの広
範囲の波長の光に対して低伝送損失であることが特開平
８−５８４８号公報に開示されている。なお、分子中に
Ｃ−Ｈ結合を持たない非晶質の含フッ素重合体を用いた
段階屈折率型（以下「ＳＩ型」という）としては、特開
平４−１７０４号公報などに開示されている。

【０００５】このＧＩ型光ファイバはＳＩ型光ファイバ
より高帯域で伝送容量が大きくなることが知られてお
り、Ｃ−Ｈ結合を持たない非晶質含フッ素重合体からな
るＧＩ型光ファイバにおいても屈折率分布を制御するこ
とにより３００ＭＨｚ・ｋｍ程度のものが開発されてお
り、また、理論的には１０ＧＨｚ・ｋｍを超える性能を
有することが示されている。しかし、このような高性能
なＧＩ型光ファイバは未だ実現されていない。

【０００６】一方、ＳＭ型光ファイバは理論的にはＧＩ
型光ファイバより高帯域であり、ガラス光ファイバにお
いて実用化されているが、Ｃ−Ｈ結合を持たない非晶質
含フッ素重合体からなるＳＭ型光ファイバは作成されて
いない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、取扱いが容
易かつ安全（光ファイバが折れることなく、また取扱者
の指などに刺さることもない）で、接続コストが低く、
数１００ｍ〜数ｋｍ程度の短距離敷設が可能な、高帯域
で伝送容量が大きく低伝送損失のＳＭ型プラスチック光
ファイバおよびその製造方法を新規に提供することを目
的とする。また本発明は、ガラス製ＳＭ型光ファイバと
の相互接続が可能なＳＭ型プラスチック光ファイバおよ
びその製造方法を新規に提供することを目的とする。さ
らに本発明は、透明性、耐熱性、耐湿性、耐光性、耐薬
品性、不燃性および柔軟性を合わせ持ち、特に耐薬品性
の要求される工場配線、下水道内配線などに好適なＳＭ
型プラスチック光ファイバおよびその製造方法を新規に
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
の認識に基づいて鋭意検討を重ねた結果、特定の含フッ
素重合体を用いて、プラスチック光ファイバのコア直径
およびコアとクラッドの屈折率差を制御することによ
り、プラスチック光ファイバの導波モードが単一モード
となることを知見し本発明を完成した。

【０００９】すなわち本発明は、１）コアが実質的にＣ
−Ｈ結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体（ａ）か
らなり、クラッドが含フッ素重合体（ａ）との比較にお
いて屈折率が０．００１以上低い含フッ素重合体（ｂ）
からなる、導波モードが単一モードであるプラスチック
光ファイバを提供する。

【００１０】ここで、２）前記含フッ素重合体（ａ）お
よび（ｂ）はいずれも実質的にＣ−Ｈ結合を有しない、
かつ、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重
合体であることが好ましい。

【００１１】また本発明は、前記含フッ素重合体（ｂ）
を円筒状容器の中で溶融し、前記含フッ素重合体（ｂ）
の溶融液の中心軸部に前記含フッ素重合体（ａ）を注入
した後に冷却することにより、または前記含フッ素重合
体（ｂ）の中空円筒状物を作成した後に前記含フッ素重
合体（ａ）を挿入することにより母材を成形し、この母
材をさらに溶融紡糸することにより得られる１）または
２）に記載のプラスチック光ファイバの製造方法を提供
する。

【００１２】さらに本発明は、前記含フッ素重合体
（ａ）を中心部に、前記含フッ素重合体（ｂ）を周囲に
同心円状に配置されるように押出成形により溶融紡糸さ
れて得られる１）または２）に記載のプラスチック光フ
ァイバの製造方法を提供する。

【００１３】本発明により、取扱いが容易かつ安全（光
ファイバが折れることなく、また取扱者の指などに刺さ
ることもない）で、接続コストが低く、短距離敷設が可
能な、高帯域で伝送容量が大きく低伝送損失のＳＭ型プ
ラスチック光ファイバおよびその製造方法を提供でき
る。また、本発明のＳＭ型プラスチック光ファイバはガ
ラスＳＭ型光ファイバとの接続も可能である。さらに本
発明のＳＭ型プラスチック光ファイバは、透明性、耐熱
性、耐湿性、耐候性、耐薬品性、不燃性および柔軟性を
合わせ持ち、特に耐薬品性の要求される工場配線、下水
道内配線などの過酷な条件下に好適に用いることができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明を、以下に詳細に説明す
る。本発明のプラスチック光ファイバは、コアが実質的
にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体
（ａ）からなり、クラッドが含フッ素重合体（ａ）との
比較において屈折率が０．００１以上低い含フッ素重合
体（ｂ）からなる、導波モードが単一モードであるプラ
スチック光ファイバである。なお、本発明において屈折
率はナトリウムＤ線に対する屈折率をいう。

【００１５】本発明において、含フッ素重合体（ａ）と
しては、非結晶性であり、かつ近赤外光で光吸収が起こ
るＣ−Ｈ結合を実質的に有しない含フッ素重合体であれ
ば特に限定されないが、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を
有する含フッ素重合体が好ましい。本発明において、含
フッ素重合体（ｂ）としては、非結晶性であり、かつ近
赤外光で光吸収が起こるＣ−Ｈ結合を実質的に有しない
含フッ素重合体が好ましい。すなわち、含フッ素重合体
（ｂ）としては、組み合わされる含フッ素重合体（ａ）
よりも低屈折率である限り、含フッ素重合体（ａ）と同
種の含フッ素重合体であることが好ましい。含フッ素重
合体（ｂ）としては、特に主鎖に含フッ素脂肪族環構造
を有する含フッ素重合体が好ましい。また、含フッ素重
合体（ａ）、含フッ素重合体（ｂ）は、溶融成形性を有
する重合体であり、通常は実質的に線状の重合体であ
る。以下、まず、非結晶性であり、かつ近赤外光で光吸
収が起こるＣ−Ｈ結合を実質的に有しない含フッ素重合
体であって、かつ主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する
含フッ素重合体を説明する。この含フッ素重合体から選
ばれた屈折率の異なる２種の含フッ素重合体を、それぞ
れ含フッ素重合体（ａ）、含フッ素重合体（ｂ）として
使用することが好ましい。主鎖に含フッ素脂肪族環構造
を有する含フッ素重合体は主鎖が炭素原子の連鎖からな
り、かつその主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する含フ
ッ素重合体である。主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有す
るとは、脂肪族環を構成する炭素原子の１以上が主鎖を
構成する炭素連鎖中の炭素原子であり、かつ脂肪族環を
構成する炭素原子の少なくとも一部にフッ素原子または
フッ素含有基が結合している構造を有することを意味す
る。含フッ素脂肪族環構造としては、含フッ素脂肪族エ
ーテル環構造がさらに好ましい。

【００１６】含フッ素重合体の溶融状態における粘度
は、溶融温度２００〜３００℃において１×１０² 〜１
×１０⁵ Ｐａ・ｓが好ましい。溶融粘度が高すぎると溶
融紡糸が困難であり、また、溶融粘度が低すぎると保護
被覆を施してケーブル化する際に高温にさらされ軟化
し、光の伝送性能が低下する。

【００１７】含フッ素重合体の数平均分子量は１×１０
⁴ 〜５×１０⁶ が好ましく、５×１０⁴ 〜１×１０⁶ が
より好ましい。分子量が小さすぎると耐熱性を阻害する
ことがあり、大きすぎると母材の成形または溶融押出が
困難になる。この分子量を固有粘度［η］で表わした場
合は、ペルフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）
［以下、「ＰＢＴＨＦ」という］中３０℃で０．１〜１
ｄｌ／ｇであることが好ましく、特に０．２〜０．５ｄ
ｌ／ｇであることが好ましい。

【００１８】含フッ素脂肪族環構造を有する重合体とし
ては、含フッ素脂肪族環構造を有する単量体（環を構成
する炭素原子と環を構成しない炭素原子間に重合性二重
結合を有する単量体、または環を構成する炭素原子２個
間に重合性二重結合を有する単量体）を重合して得られ
る重合体や、２個以上の重合性二重結合を有する含フッ
素単量体を環化重合して得られる主鎖に含フッ素脂肪族
環構造を有する重合体が好適である。上記含フッ素脂肪
族環構造を有する単量体は１個の重合性二重結合を有す
る単量体が好ましく、上記環化重合しうる含フッ素単量
体は２個の重合性二重結合を有しかつ含フッ素脂肪族環
構造を有しない単量体が好ましい。なお、以下含フッ素
脂肪族環構造を有する単量体と環化重合しうる含フッ素
単量体以外の共重合性単量体を「他のラジカル重合性単
量体」という。含フッ素重合体の主鎖を構成する炭素原
子は単量体の重合性二重結合の２個の炭素原子から構成
される。したがって、重合性二重結合を１個有する含フ
ッ素脂肪族環構造を有する単量体では、重合性二重結合
を構成する２個の炭素原子の一方または両方の炭素原子
が脂肪族環を構成する原子となる。脂肪族環を有しな
い、かつ２個の重合性二重結合を有する含フッ素単量体
は、一方の重合性二重結合の１個の炭素原子と他方の重
合性二重結合の１個の炭素原子が結合して環を形成す
る。結合した２個の炭素原子とそれらの間にある原子
（ただし、側鎖の原子を除く）によって脂肪族環が形成
され、２個の重合性二重結合の間にエーテル性酸素原子
が存在する場合は含フッ素脂肪族エーテル環構造が形成
される。

【００１９】含フッ素脂肪族環構造を有する単量体を重
合して得られる主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重
合体は、ペルフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジ
オキソール）、ペルフルオロ（４−メチル−２−メチレ
ン−１，３−ジオキソラン）、ペルフルオロ（２−メチ
ル−１，４−ジオキシン）などの含フッ素脂肪族環構造
を有する単量体を単独重合することにより得られる。ま
たこの単量体とＣ−Ｈ結合を含まない他のラジカル重合
性単量体とを共重合させることにより得られた主鎖に含
フッ素脂肪族環構造を有する重合体も用いられる。他の
ラジカル重合性単量体の重合単位の割合が多くなると含
フッ素重合体の光の透過性が低下する場合があるので、
含フッ素重合体としては、含フッ素脂肪族環構造を有す
る単量体の単独重合体やその単量体の重合単位の割合が
７０モル％以上の共重合体が好ましい。Ｃ−Ｈ結合を含
まない他のラジカル重合性単量体としては、テトラフル
オロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフル
オロ（メチルビニルエーテル）などが挙げられる。この
ようなタイプの市販の実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非
晶質の含フッ素重合体としては、「テフロン（登録商
標）ＡＦ」（デュポン社製）や「ハイフロンＡＤ」（ア
ウシモント社製）などがある。

【００２０】また、２個以上の重合性二重結合を有する
含フッ素単量体を環化重合して得られる、主鎖に含フッ
素脂肪族環構造を有する重合体は、特開昭６３−２３８
１１１号公報や特開昭６３−２３８１１５号公報などに
より知られている。すなわち、ペルフルオロ（３−オキ
サ−１，５−ヘキサジエン）やペルフルオロ（３−オキ
サ−１，６−ヘプタジエン）などの単量体を環化重合す
ることにより、またはこのような単量体とテトラフルオ
ロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ペルフルオ
ロ（メチルビニルエーテル）などのＣ−Ｈ結合を含まな
い他のラジカル重合性単量体とを共重合させることによ
り主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体が得られ
る。上記以外の２個以上の重合性二重結合を有する含フ
ッ素単量体としては、ペルフルオロ（４−メチル−３−
オキサ−１，６−ヘプタジエン）、ペルフルオロ（５−
メチル−３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）なども好
ましい。他のラジカル重合性単量体の重合単位の割合が
多くなると含フッ素重合体の光の透過性が低下する場合
があるので、含フッ素重合体としては、２個以上の重合
性二重結合を有する含フッ素単量体の単独重合体やその
単量体の重合単位の割合が４０モル％以上の共重合体が
好ましい。このようなタイプの市販の実質的にＣ−Ｈ結
合を有しない非晶質の含フッ素重合体としては「サイト
ップ」（旭硝子社製）がある。また、ペルフルオロ
（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）などの含
フッ素脂肪族環構造を有する単量体とペルフルオロ（３
−オキサ−１，５−ヘキサジエン）、ペルフルオロ（３
−オキサ−１，６−ヘプタジエン）などの２個以上の重
合性二重結合を有する含フッ素単量体とを共重合させる
ことによっても主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する含
フッ素重合体が得られる。この場合も組み合わせによっ
ては光の透過性が低下する場合があるので、２個以上の
重合性二重結合を有する含フッ素単量体の重合単位の割
合が３０モル％以上の共重合体が好ましい。

【００２１】含フッ素重合体（ａ）、含フッ素重合体
（ｂ）に用いられる含フッ素脂肪族環構造を有する重合
体は、含フッ素脂肪族環構造を有する重合体の全重合単
位に対して含フッ素脂肪族環構造を有する重合単位を２
０モル％以上、特に４０モル％以上含有するものが透明
性、機械的特性などの面から好ましい。

【００２２】また、含フッ素脂肪族環構造を有する重合
体はペルフルオロ重合体であることが好ましい。すなわ
ち、炭素原子に結合する水素原子のすべてがフッ素原子
に置換された重合体であることが好ましい。しかし、ペ
ルフルオロ重合体の一部のフッ素原子は塩素原子、重水
素原子などの水素原子以外の原子に置換されていてもよ
い。塩素原子の存在は重合体の屈折率を高める効果を有
することより、塩素原子を有する重合体は特に含フッ素
重合体（ａ）として使用できる。含フッ素重合体（ｂ）
はクラッド材として用いられるため、含フッ素重合体
（ａ）との比較において屈折率が０．００１以上低いこ
とが必要である。また含フッ素重合体（ａ）に比較して
含フッ素重合体（ｂ）の光透過性の要求性能の許容性が
大きいことより、含フッ素重合体（ｂ）は少量の水素原
子を有していてもよい。しかし、水素原子の存在は伝送
光の吸収の要因となるおそれがあること、フッ素原子に
比較して水素原子の存在は重合体の屈折率を高めるこ
と、などの理由により、含フッ素重合体（ｂ）としては
実質的に水素原子を有しない重合体が好ましい。また、
たとえば、含フッ素脂肪族環構造を有する重合体の全重
合単位に対する含フッ素脂肪族環構造を有する重合単位
の割合は、好ましくは２０モル％以上で充分使用でき
る。これに対し含フッ素重合体（ａ）の場合は４０モル
％以上が好ましい。たとえば、含フッ素重合体（ｂ）が
含フッ素脂肪族環構造を有する単量体とラジカル重合性
単量体との共重合体の場合、含フッ素重合体（ｂ）中の
含フッ素脂肪族環構造を有する単量体の重合単位の割合
は少なくてもよく、より好ましくは３０モル％以上であ
れば充分使用できる。

【００２３】本発明における含フッ素重合体（ａ）、含
フッ素重合体（ｂ）としては、上記の主鎖に含フッ素脂
肪族環構造を有する含フッ素重合体であることが好まし
いが、この含フッ素重合体に限定されるものではない。
たとえば、前記特開平８−５８４８号公報に記載されて
いる、実質的にＣ−Ｈ結合を有しない、主鎖に含フッ素
脂肪族環構造以外の含フッ素環構造を有する非結晶性の
含フッ素重合体を使用できる。具体的にはたとえば含フ
ッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環構造、含フッ
素芳香族環構造などの含フッ素環構造を主鎖に有する非
結晶性の含フッ素重合体を使用できる。これら重合体の
溶融粘度や数平均分子量は、主鎖に含フッ素脂肪族環構
造を有する含フッ素重合体の前記溶融粘度や数平均分子
量と同等の範囲にあるものが好ましい。

【００２４】本発明の光ファイバは、コアおよびクラッ
ドがプラスチック（含フッ素重合体）であるので、石英
製光ファイバのようにコアが折れることなく、また光フ
ァイバの端部のコアが刺さることもなく安全である。ま
た、コアおよびクラッドに含フッ素重合体を用いること
により、光ファイバが透明性、耐熱性、耐湿性、耐候
性、耐薬品性、不燃性および柔軟性を合わせ持ち、該光
ファイバを特に耐薬品性の要求される工場配線、下水道
内配線などに好適に用いることができる。さらに、光フ
ァイバが可撓性、柔軟性などを有し取扱いおよび接続が
容易となり、該光ファイバをオフィスや家庭を結ぶ加入
者系ネットワーク、ビル間や階を結ぶネットワークの構
築に好適に用いることができる。

【００２５】本発明のプラスチック光ファイバは、導波
モードが単一モードとなるプラスチック光ファイバであ
る。単一モードとなる条件は規格化周波数Ｖと呼ばれる
パラメータを用いて（１）式で表される。

【００２６】

【数１】 ａはコア半径、ｎ₁ はコア中心の屈折率、ｎ₂ はクラッ
ドの屈折率、λは波長である。本発明のＳＭ型プラスチ
ック光ファイバは含フッ素重合体（ａ）からなるコア
と、含フッ素重合体（ａ）との比較において屈折率が
０．００１以上低い含フッ素重合体（ｂ）からなるクラ
ッドを有する。この場合、（１）式を満たすために必要
な（ａ）および（ｂ）の屈折率ｎ₁ およびｎ₂ の関係に
関して、Δｎ＝ｎ₁−ｎ₂ が０．００１≦Δｎ＜０．０
１の範囲であることが望ましい。これより小さいと光を
閉じ込めることができず曲げに対して損失が大きくな
り、一方、大きいとＳＭ条件を満たすためにコア径を非
常に小さくしなければならなくなり光を入射させること
が困難になる。

【００２７】プラスチック光ファイバのコア直径および
コアとクラッドの屈折率差を制御し、プラスチック光フ
ァイバの導波モードを単一モードとすることにより、高
帯域で伝送容量が大きく低伝送損失を実現できる。ま
た、導波モードが同一であるためガラス製ＳＭ型光ファ
イバとの相互接続が可能となる。本発明のＳＭ型プラス
チック光ファイバの直径は２０μｍ以上が好ましく、５
０μｍ以上がより好ましい。直径が小さ過ぎると接続等
における取り扱いが困難となりやすく、また導波モード
を単一モードとすることも困難となるおそれがある。直
径の上限は特にはないが、直径が大きくなり過ぎると材
料コストが大きくなり経済性が低下する。経済性等を考
慮すると上限は８００μｍ程度が好ましい。特に好まし
いファイバの直径は１００μｍ〜８００μｍである。

【００２８】本発明のプラスチック光ファイバは、後述
の方法で製造できる。また、本発明のプラスチック光フ
ァイバの用途は、数１００ｍ〜数ｋｍ程度の短距離敷設
用、過酷な使用条件下またはガラスＳＭ型光ファイバと
の接続用（支線）として用いることができ、特に短距離
敷設用に好適に用いられる。

【００２９】本発明のＳＭ型プラスチック光ファイバの
製造方法としては、（Ａ）母材を成形してからこれを溶
融紡糸する方法や（Ｂ）押出成形機を用いて溶融紡糸す
る方法が採用される。いずれも重合体から直接作成する
方法や単量体を重合させながら成形することも可能であ
る。母材は、含フッ素重合体（ｂ）を円筒状容器の中で
溶融し、前記含フッ素重合体（ｂ）の溶融液の中心軸部
に含フッ素重合体（ａ）を注入した後に冷却することに
より、製造することができる。また、含フッ素重合体
（ｂ）の中空円筒状物を溶融成形等により作成した後に
含フッ素重合体（ａ）を挿入することにより、母材を製
造することもできる。さらに、含フッ素重合体（ｂ）の
中空円筒状物は含フッ素重合体（ｂ）となる単量体をバ
ルク重合させて製造することもできる。含フッ素重合体
（ｂ）の中空円筒状物の円筒内部に含フッ素重合体
（ａ）を挿入する方法としては、溶融状態の含フッ素重
合体（ａ）を充填する方法、円柱状に成形した含フッ素
重合体（ａ）を挿入する方法、含フッ素重合体（ａ）と
なる単量体を充填しその場でバルク重合して含フッ素重
合体（ａ）とする方法などを使用できる。

【００３０】母材を溶融紡糸する方法としては、以下の
方法が採用できる。円筒状の加熱炉に一定速度ｖ₁ でこ
の母材を挿入しながら先端より溶融させ形状を糸状に細
くしてゆき一定速度ｖ₂ で引き取ることにより所定の外
径のファイバを得る。このときｖ₁ とｖ₂ の関係は元の
母材のコア半径ｒ₁ とファイバのコア半径ｒ₂ に対して ｖ₁ πｒ₁ ²＝ｖ₂ πｒ₂ ² の体積一定の関係から結局

【数２】 となる。従って、母材のコア−クラッド比率によってフ
ァイバのコア−クラッド比も決まるため、コア径を変え
るとクラッド径も変わってしまうので設計の自由度が限
定される。一方、押出成形機を用いて溶融紡糸する方法
ではスクリューの回転数やノズルの大きさを変更するこ
とにより任意のサイズのファイバを製造可能であり、ま
た、連続製造可能なため生産性が良く望ましいが、両者
を組み合わせた方法でもよい。すなわち、母材を押し出
し法により製造した後に熱延伸する方法でもよい。

【００３１】

【実施例】以下、具体例をもって本発明を説明するが本
発明はこれら具体例に限定されない。 （合成例１）ペルフルオロ（３−オキサ−１，６−ヘプ
タジエン）［以下「ＰＢＶＥ」という］３０ｇ、イオン
交換水１５０ｇ、メタノール１０ｇおよび重合開始剤で
あるジイソプロピルペルオキシジカーボネート０．１５
ｇを、内容積２００ｍｌの耐圧ガラス製オートクレーブ
に入れた。系内を３回窒素で置換した後、４０℃で２２
時間縣濁重合を行った。得られた重合体の末端をフッ素
化して安定化し、 精製して、精製された重合体（以下、
「重合体Ａ」という）を２６ｇ得た。重合体Ａの固有粘
度［η］は、ＰＢＴＨＦ中３０℃で０．２４ｄｌ／ｇで
あった。示差走査熱分析（以下「ＤＳＣ」という）によ
り測定した重合体Ａのガラス転移温度は１０８℃であ
り、室温ではタフで透明なガラス状の重合体であった。
また１０％熱分解温度は４６８℃であり、重合体Ａのフ
ィルムのアッペ屈折率計により測定した屈折率（以下の
例もすべて同様）は１．３４２であった。

【００３２】（合成例２）ＰＢＶＥ２７ｇ、ペルフルオ
ロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）［以下
「ＰＤＤ」という] ３ｇ、イオン交換水１５０ｇ、メタ
ノール１０ｇおよびジイソプロピルペルオキシジカーボ
ネート０．１５ｇを、内容積２００ｍｌの耐圧ガラス製
オートクレーブに入れた。系内を３回窒素で置換した
後、４０℃で２２時間縣濁重合を行った。得られた重合
体の末端をフッ素化して安定化し、 精製して、精製され
た重合体（以下、「重合体Ｂ」という）を２７ｇ得た。
重合体Ｂの固有粘度［η］は、ＰＢＴＨＦ中３０℃で
０．２５ｄｌ／ｇであった。ＩＲスペクトルの解析から
ＰＤＤの重合反応により形成された繰り返し単位（以下
「ＰＤＤ重合単位」という。以下同様とする）の含量は
１０モル％であった。ＤＳＣにより測定した重合体Ｂの
ガラス転移温度は１１５℃であり、室温ではタフで透明
なガラス状の重合体であった。また１０％熱分解温度は
４６５℃であり、屈折率は１．３３７であった。

【００３３】（合成例３）ＰＢＶＥ２０ｇ、テトラフル
オロエチレン（以下「ＴＦＥ」という）１０ｇ、ジクロ
ロペンタフルオロプロパン（以下「Ｒ２２５」という）
３０ｇおよびペルフルオロベンゾイルペルオキシド３０
ｍｇを、内容積２００ｍｌのステンレス鋼製オートクレ
ーブに入れた。液体窒素中で凍結、真空脱気した後、７
０℃で２０時間溶液重合を行った。得られた重合体を精
製して、精製された重合体（以下、「重合体Ｃ」とい
う）を２５ｇ得た。重合体Ｃの固有粘度［η］は、ＰＢ
ＴＨＦ中３０℃で０．２７ｄｌ／ｇであった。ＮＭＲス
ペクトルの解析からＰＢＶＥ重合単位：ＴＦＥ重合単位
のモル比は４６：５４であった。ＤＳＣにより測定した
重合体Ｃのガラス転移温度は８２℃であり、室温ではタ
フで透明なガラス状の重合体であった。また１０％熱分
解温度は４６８℃であり、屈折率は１．３３８であっ
た。

【００３４】（合成例４）ＰＢＶＥ２２ｇ、ペルフルオ
ロ（２−メチレン−４−メチル−１，３−ジオキソラ
ン）［以下「ＰＭＭＤ」という］８ｇ、イオン交換水１
５０ｇ、メタノール１０ｇおよびジイソプロピルペルオ
キシジカーボネート０．１５ｇを、内容積２００ｍｌの
耐圧ガラス製オートクレーブに入れた。系内を３回窒素
で置換した後、４０℃で２２時間縣濁重合を行った。得
られた重合体の末端をフッ素化して安定化し、 精製し
て、精製された重合体（以下、「重合体Ｄ」という）を
２６．６ｇ得た。重合体Ｄの固有粘度［η］は、ＰＢＴ
ＨＦ中３０℃で０．２７ｄｌ／ｇであった。ＮＭＲスペ
クトルの解析からＰＢＶＥ重合単位：ＰＭＭＤ重合単位
のモル比は６８：３２であった。ＤＳＣにより測定した
重合体Ｄのガラス転移温度は１１４℃であり、室温では
タフで透明なガラス状の重合体であった。また１０％熱
分解温度は４４７℃であり、屈折率は１．３３８であっ
た。

【００３５】（合成例５）ＰＢＶＥ８ｇ、２，２−ビス
（トリフルオロメチル）−１，３−ジオキソール［以下
「ＨＦＤＤ」という］７ｇ、ＴＦＥ８ｇ、Ｒ２２５を１
０ｇおよびペルフルオロベンゾイルペルオキシド５０ｍ
ｇを、内容積２００ｍｌのステンレス鋼製オートクレー
ブに入れた。液体窒素中で凍結、真空脱気した後、７０
℃で２０時間溶液重合を行った。得られた重合体を精製
して、精製された重合体（以下、「重合体Ｅ」という）
を４．７ｇ得た。重合体Ｅの固有粘度［η］は、ＰＢＴ
ＨＦ中３０℃で０．２４ｄｌ／ｇであった。ＮＭＲスペ
クトルの解析からＰＢＶＥ重合単位：ＨＦＤＤ重合単
位：ＴＦＥ重合単位のモル比は５０：１５：３５であっ
た。ＤＳＣにより測定した重合体Ｅのガラス転移温度は
８０℃であり、室温ではタフで透明なガラス状の重合体
であった。また１０％熱分解温度は４６２℃であり、屈
折率は１．３３８であった。

【００３６】（合成例６）ペルフルオロ（４−メチル−
３−オキサ−１，６−ヘプタジエン）の２ｇとジイソプ
ロピルペルオキシジカーボネート６．２ｍｇをガラスア
ンプル中に入れ、液体窒素中で凍結、真空脱気後封管し
た。４０℃、２０時間オーブン中で加熱後、固化した内
容物を取り出して、２００℃で１時間乾燥し、重合体の
末端をフッ素化して安定化した。得られた重合体（以
下、重合体Ｆという）の収率は９９％であった。重合体
Ｆの固有粘度［η］は、ＰＢＴＨＦ中３０℃で０．２７
ｄｌ／ｇであった。屈折率は１．３２８、また、動的熱
機械分析（ＤＭＡ）により測定したガラス転移温度は１
２４℃であった。

【００３７】（実施例１）重合体Ｂを内径３．３ｃｍの
円筒状ステンレス鋼製容器の内部に入れて溶融させた。
このとき中心部に外径１．１ｍｍのステンレス鋼製棒を
差し込み冷却固化させた。ステンレス鋼製棒を引き抜
き、成形された重合体Ｂの中空ロッド（２５ｃｍ）を容
器から取り出した。次に、重合体Ａを用いて外径１ｍ
ｍ、長さ２５ｃｍの棒を別途作成し、重合体Ｂの中空ロ
ッドに差し込むことにより重合体Ａ（屈折率１．３４
２）をコア、重合体Ｂ（屈折率１．３３７）をクラッド
とする母材を得た。この母材を２４０℃に加熱した円筒
形電気炉中にｖ₁ ＝０．５７ｍｍ／ｍｉｎで片端より送
り込み、ｖ₂ ＝１０ｍ／ｍｉｎの速度でファイバを引き
取った。この際、母材のコアとクラッドの隙間を９４ｋ
Ｐａのわずかな減圧にしてコアとクラッドを密着させ
た。このようにして得られたファイバの外径は０．２５
ｍｍであった。このときコア直径は計算上約８μｍとな
り、波長１．３μｍの光源に対して規格化周波数Ｖ＝
２．２４であるため単一モードの条件を満たしている。
このファイバの片端から光源として波長１．３μｍのレ
ーザーダイオード（以下ＬＤという）を用いて光を入射
し、ニアフィールドパターン（以下「ＮＦＰ」という）
法により出射光の強度分布を測定することにより、モー
ドフィールド径を測定したところ１０μｍであった。ま
た、曲げ法によりカットオフ波長を測定したところ１．
２５μｍであった。またカットバック法により伝送損失
を測定したところ波長１．３μｍにおいて２０ｄＢ／ｋ
ｍであった。

【００３８】（実施例２）重合体Ｃを内径３．３ｃｍの
円筒状ステンレス鋼製容器の内部に入れて溶融させた。
このとき中心部に外径１．１ｍｍのステンレス鋼製棒を
差し込み冷却固化させた。ステンレス鋼製棒を引き抜
き、成形された重合体Ｃの中空ロッド（２５ｃｍ）を容
器から取り出した。次に、重合体Ａを用いて外径１ｍ
ｍ、長さ２５ｃｍの棒を別途作成し、重合体Ｃの中空ロ
ッドに差し込むことにより重合体Ａ（屈折率１．３４
２）をコア、重合体Ｃ（屈折率１．３３８）をクラッド
とする母材を得た。この母材を２３０℃に加熱した円筒
形電気炉中にｖ₁ ＝０．５７ｍｍ／ｍｉｎで片端より送
り込み、ｖ₂ ＝１０ｍ／ｍｉｎの速度でファイバを引き
取った。この際、母材のコアとクラッドの隙間を９４ｋ
Ｐａのわずかな減圧にしてコアとクラッドを密着させ
た。このようにして得られたファイバの外径は０．２５
ｍｍであった。このときコア直径は計算上約８μｍとな
り、波長１．３μｍの光源に対して規格化周波数Ｖ＝
２．００であるため単一モードの条件を満たしている。
このファイバの片端から光源として波長１．３μｍのＬ
Ｄを用いて光を入射し、ＮＦＰ法により出射光の強度分
布を測定することにより、モードフィールド径を測定し
たところ１０μｍであった。また、曲げ法によりカット
オフ波長を測定したところ１．２μｍであった。

【００３９】（実施例３）スクリュー押出機を用いて２
５０〜２７０℃で重合体Ａ（屈折率１．３４２）を中心
に、重合体Ｄ（屈折率１．３３８）を周辺部に位置する
ように二重に押し出した。このときダイス出口での押し
出された重合体の外径は２０ｍｍで、これを外径０．２
ｍｍまで引き落とすことによりファイバを作成した。こ
のときのファイバの巻き取り速度は１２ｍ／ｍｉｎであ
った。このときコア直径は計算上約８μｍとなり、波長
１．３μｍの光源に対して規格化周波数Ｖ＝２．００で
あるため単一モードの条件を満たしている。このファイ
バの片端から光源として波長１．３μｍのＬＤを用いて
光を入射し、ＮＦＰ法により出射光の強度分布を測定す
ることにより、モードフィールド径を測定したところ１
０μｍであった。また、曲げ法によりカットオフ波長を
測定したところ１．２μｍであった。

【００４０】（実施例４）重合体Ｅを用いて実施例１と
同様な方法により重合体Ａ（屈折率１．３４２）をコ
ア、重合体Ｅ（屈折率１．３３８）をクラッドとする母
材を得た。この母材を２４０℃に加熱した円筒形電気炉
中にｖ₁ ＝０．５７ｍｍ／ｍｉｎで片端より送り込み、
ｖ₂ ＝１０ｍ／ｍｉｎの速度でファイバを引き取った。
この際、母材のコアとクラッドの隙間を９４ｋＰａのわ
ずかな減圧にしてコアとクラッドを密着させた。このよ
うにして得られたファイバの外径は０．２５ｍｍであっ
た。このときコア直径は計算上約８μｍとなり、波長
１．３μｍの光源に対して規格化周波数Ｖ＝２．００で
あるため単一モードの条件を満たしている。このファイ
バの片端から光源として波長１．３μｍのＬＤを用いて
光を入射し、ＮＦＰ法により出射光の強度分布を測定す
ることにより、モードフィールド径を測定したところ１
０μｍであった。また、曲げ法によりカットオフ波長を
測定したところ１．２μｍであった。

【００４１】（実施例５）重合体Ｆを用いて実施例３と
同様な方法により重合体Ａ（屈折率１．３４２）をコ
ア、重合体Ｆ（屈折率１．３２８）をクラッドとするフ
ァイバを得た。このファイバの外径は０．５ｍｍであっ
た。このときコア直径は４μｍとなり、波長１．３μｍ
の光源に対して規格化周波数Ｖ＝１．８７であるため単
一モードの条件を満たしている。このファイバの片端か
ら光源として波長１．３μｍのＬＤを用いて光を入射
し、ＮＦＰ法により出射光の強度分布を測定することに
より、モードフィールド径を測定したところ５μｍであ
った。また、曲げ法によりカットオフ波長を測定したと
ころ１．１μｍであった。

【００４２】（実施例６）アウジモント社製のフッ素重
合体ハイフロンＡＤを用いて実施例１と同様な方法によ
り重合体Ｆ（屈折率１．３２８）をコア、ハイフロンＡ
Ｄ（屈折率１．３２５）をクラッドとする母材を得た。
この母材を２５０℃に加熱した円筒形電気炉中にｖ₁ ＝
０．５７ｍｍ／ｍｉｎで片端より送り込み、ｖ₂ ＝１０
ｍ／ｍｉｎの速度でファイバを引き取った。この際、母
材のコアとクラッドの隙間を９４ｋＰａのわずかな減圧
にしてコアとクラッドを密着させた。このようにして得
られたファイバの外径は０．２５ｍｍであった。このと
きコア直径は計算上約８μｍとなり、波長１．３μｍの
光源に対して規格化周波数Ｖ＝１．７２であるため単一
モードの条件を満たしている。このファイバの片端から
光源として波長１．３μｍのＬＤを用いて光を入射し、
ＮＦＰ法により出射光の強度分布を測定することによ
り、モードフィールド径を測定したところ１０μｍであ
った。また、曲げ法によりカットオフ波長を測定したと
ころ１．０μｍであった。

【００４３】（実施例７）ハイフロンＡＤとデュポン社
のテフロン（登録商標）ＡＦを用いて実施例３と同様な
方法によりハイフロンＡＤ（屈折率１．３２５）をコ
ア、テフロン（登録商標）ＡＦ（屈折率１．３１）をク
ラッドとするファイバを得た。このファイバの外径は
０．３ｍｍであった。このときコア直径は４μｍとな
り、波長１．３μｍの光源に対して規格化周波数Ｖ＝
１．９２であるため単一モードの条件を満たしている。
このファイバの片端から光源として波長１．３μｍのＬ
Ｄを用いて光を入射し、ＮＦＰ法により出射光の強度分
布を測定することにより、モードフィールド径を測定し
たところ５μｍであった。また、曲げ法によりカットオ
フ波長を測定したところ１．２μｍであった。

【００４４】

【発明の効果】本発明により、取扱いが容易かつ安全
（光ファイバが折れることなく、また刺さることもな
い）で、接続コストが低く、数１００ｍ〜数ｋｍ程度の
短距離敷設が可能な、高帯域で伝送容量が大きく低伝送
損失のＳＭ型プラスチック光ファイバおよびその製造方
法を提供できる。また、本発明により、ガラス製ＳＭ型
光ファイバとの相互接続可能なプラスチック光ファイバ
およびその製造方法を提供できる。また、本発明によ
り、非晶質含フッ素材料、特に含フッ素脂肪族環構造を
有する重合体を用いることにより、材料分散が、ガラス
およびアクリルよりも小さくなり、より高帯域のプラス
チック光ファイバおよびその製造方法を提供できる。さ
らに本発明により、透明性、耐熱性、耐湿性、耐候性、
耐薬品性、不燃性および柔軟性を合わせ持ち、特に耐薬
品性の要求される工場配線、下水道内配線などに好適な
プラスチック光ファイバおよびその製造方法を提供でき
る。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コアが実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結
   晶性の含フッ素重合体（ａ）からなり、クラッドが含フ
   ッ素重合体（ａ）との比較において屈折率が０．００１
   以上低い含フッ素重合体（ｂ）からなる、導波モードが
   単一モードであるプラスチック光ファイバ。
2. 【請求項２】含フッ素重合体（ａ）の屈折率をｎ₁ 、含
   フッ素重合体（ｂ）の屈折率をｎ₂としたとき、ｎ₁ と
   ｎ₂ との関係が０．００１≦ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．０１であ
   る、請求項１に記載のプラスチック光ファイバ。
3. 【請求項３】プラスチック光ファイバの外径が１００μ
   ｍ〜８００μｍである、請求項１または２に記載のプラ
   スチック光ファイバ。
4. 【請求項４】含フッ素重合体（ｂ）が、実質的にＣ−Ｈ
   結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体である、請求
   項１〜３のいずれかに記載のプラスチック光ファイバ。
5. 【請求項５】前記含フッ素重合体（ｂ）が、実質的にＣ
   −Ｈ結合を有しない、かつ、主鎖に含フッ素脂肪族環構
   造を有する含フッ素重合体である、請求項１〜４のいず
   れかに記載のプラスチック光ファイバ。
6. 【請求項６】前記含フッ素重合体（ａ）が、主鎖に含フ
   ッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体である、請求
   項１〜５のいずれかに記載のプラスチック光ファイバ。
7. 【請求項７】前記含フッ素重合体（ａ）および（ｂ）が
   いずれも、実質的にＣ−Ｈ結合を有しない、かつ、主鎖
   に含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体であ
   る、請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチック光フ
   ァイバ。
8. 【請求項８】前記含フッ素重合体（ｂ）を円筒状容器の
   中で溶融し、前記含フッ素重合体（ｂ）の溶融液の中心
   軸部に前記含フッ素重合体（ａ）を注入した後に冷却す
   ることにより、または前記含フッ素重合体（ｂ）の中空
   円筒状物を作成した後に前記含フッ素重合体（ａ）を挿
   入することにより母材を成形し、この母材をさらに溶融
   紡糸することにより得られる請求項１〜７のいずれかに
   記載のプラスチック光ファイバの製造方法。
9. 【請求項９】前記含フッ素重合体（ａ）を中心部に、前
   記含フッ素重合体（ｂ）を周囲に同心円状に配置される
   ように押出成形により溶融紡糸されて得られる請求項１
   〜７のいずれかに記載のプラスチック光ファイバの製造
   方法。