JP2003192708A - 光学部材用重合性組成物、ならびにそれを用いた光学部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送損失が低減された光学部材を製造可能な
光学部材用重合性組成物および製造方法を提供する。 【解決手段】 ラジカル重合性モノマーと、重合開始剤
と、連鎖移動剤としてフッ素置換されたメルカプタン類
とを含む光学部材用重合性組成物である。また、前記光
学部材用重合性組成物を、重合させる、好ましくは界面
ゲル重合させる工程を含む光学部材の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学部材の作製に
用いられる重合性組成物、それを用いて作製された光学
部材およびその製造方法の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック光学部材は、同一の構造を
有する石英系の光学部材と比較して、製造および加工が
容易であること、および低価格であること等の利点があ
り、近年、光ファイバおよび光レンズ、光導波路など種
々の応用が試みられている。特にこれら光学部材の中で
も、プラスチック光ファイバは、素線が全てプラスチッ
クで構成されているため、伝送損失が石英系と比較して
やや大きいという短所を有するものの、良好な可撓性を
有し、軽量で、加工性がよく、石英系光ファイバと比較
して口径の大きいファイバとして製造し易く、さらに低
コストに製造可能であるという長所を有する。従って、
伝送損失の大きさが問題とならいない程度の短距離用の
光通信伝送媒体として種々検討されている。

【０００３】プラスチック光ファイバは、一般的には、
重合体をマトリックスとする有機化合物からなる芯（本
明細書において「コア部」と称する）とコア部と屈折率
が異なる（一般的には低屈折率の）有機化合物からなる
外殻（本明細書において「クラッド部」と称する）とか
ら構成される。特に、中心から外側に向かって屈折率の
大きさに分布を有するコア部を備えた屈折率分布型プラ
スチック光ファイバは、伝送する光信号の帯域を大きく
することが可能なため、高い伝送容量を有する光ファイ
バとして最近注目されている。この様な屈折率分布型光
学部材の製法の一つに、屈折率調整剤を利用して光学部
材の母材（本明細書において、「プリフォーム」と称す
る）を作製し、その後、前記プリフォームを延伸する方
法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光伝送体に
は、前述した様に、伝送損失が小さいことが要求され
る。光伝送体の材料として、フッ素含有モノマーの単独
重合体または共重合を用いると、伝送損失が低下するこ
とが知られているが、未だ不十分である。また、重合体
中には、製造の際に用いられる種々の成分、例えば、モ
ノマーを重合して材料を作製する場合は、連鎖移動剤等
の他の成分が残留するので、主成分以外の成分の伝送損
失への影響も懸念される。さらに、光伝送体は通常、延
伸により線引きされた光ファイバの形態で用いられるこ
とが多いので、かかる場合は、重合体には延伸可能な物
性が要求される。

【０００５】本発明は前記諸問題に鑑みなされたもので
あって、高い光伝送能を有する、伝送損失が低減された
光学部材を作製可能な重合性組成物および製造方法を提
供することを課題とする。また、本発明は、高い光伝送
能を有する、伝送損失が低減された光学部材を提供する
ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は以下の通りである。 ＜１＞ ラジカル重合性モノマーと、重合開始剤と、連
鎖移動剤としてフッ素置換されたメルカプタン類とを含
む光学部材用重合性組成物。 ＜２＞ 該重合性モノマーがプロペン酸またはその誘導
体のエステルを主成分とする＜１＞に記載の光学部材用
重合性組成物。 ＜３＞ 該プロペン酸が(メタ)アクリル酸である＜２＞
に記載の光学部材用重合性組成物。 ＜４＞ 前記フッ素置換されたメルカプタン類のフッ素
含有率が、質量換算で５０％以上である＜１＞〜＜３＞
のいずれかに記載の光学部材用重合性組成物。 ＜５＞ 前記フッ素置換されたメルカプタン類が、下記
一般式（１）または（２）で表される＜１＞〜＜４＞の
いずれかに記載の光学部材用重合性組成物。

【０００７】

【化２】

【０００８】式中、Ａは水素原子、重水素原子またはフ
ッ素原子を表し、ｐ、ｑおよびｒは１５＞ｐ＞ｒ≧０、
１５＞ｑ＞ｒ≧０の関係を満足する整数をそれぞれ表
す。

【０００９】＜６＞ さらに、前記重合性モノマーと異
なる屈折率を有する化合物を含有する＜１＞〜＜５＞の
いずれかに記載の光学部材用重合性組成物。 ＜７＞ 前記重合性モノマーがハロゲン原子を含有する
＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の光学部材用重合性組
成物。 ＜８＞ ＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の光学部材用
重合性組成物を重合させる工程を含む光学部材の製造方
法。 ＜９＞ ＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載の光学部材用
重合性組成物を界面ゲル重合させる工程を含む光学部材
の製造方法。 ＜１０＞ ＜８＞に記載の製造方法によって製造された
光学部材。 ＜１１＞ 屈折率の大きさに分布がある屈折率分布領域
を少なくとも有する＜９＞に記載の光学部材。 ＜１２＞ 光ファイバ、光学レンズまたは光導波路であ
る＜１０＞または＜１２＞に記載の光学部材。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、本発明の光学部材用重合性組成物について
説明する。 ［光学部材用重合性組成物］本発明の重合性組成物は、
重合性モノマーと、前記重合性モノマーの重合を開始さ
せる重合開始剤と、連鎖移動剤とを含有する。本発明の
重合性組成物は、光学部材、特に、屈折率の大きさに分
布を有する屈折率分布型光学部材の製造に用いることが
できる。以下、各々の材料について詳細に説明する。

【００１１】（重合性モノマー）本発明において、前記
重合性モノマーは、アクリル酸エステルおよび／または
メタアクリル酸エステル（以下、（メタ）アクリル酸エ
ステル類という）を主成分とする。ここで、主成分とす
るとは、これらは光学的性能を損なわない限りにおい
て、(メタ)アクリル酸エステル類系モノマーとスチレ
ン、マレイミド化合物等の共重合体などの組成をとって
もよいことを意味する。（メタ）アクリル酸エステル類
の少なくとも一部の水素が、重水素で置換されている
と、Ｃ−Ｈ伸縮振動に起因する光伝送損失を軽減できる
ので好ましい。また、ハロゲン原子、特に好ましくはフ
ッ素原子で置換されている（メタ）アクリル酸エステル
類を用いると、ハロゲン置換されていないモノマーの共
重合体との間で屈折率差を大きく持たせやすく、その結
果、屈折率分布構造を形成し易いので好ましい。以下
に、本発明に使用可能な、（メタ）アクリル酸エステル
類の具体例を列挙するが、以下の具体例に限定されるも
のではない。

【００１２】（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ｔ−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・
０^2,6］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等；アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｔ−ブチル、ア
クリル酸フェニル等； （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等；が例示される。

【００１３】本発明には、前記（メタ）アクリル酸系エ
ステル以外の重合性モノマーを用いてもよい。以下に、
本発明に使用可能な他の重合性モノマーの具体例を列挙
するが、以下の具体例に限定されるものではない。 （ｃ） スチレン系化合物 スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロ
モスチレン等； （ｄ） ビニルエステル類 ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニ
ルアセテート、ビニルクロロアセテート等；が例示され
る。

【００１４】本発明の重合性組成物では、（メタ）アク
リ酸エステル類の一種または二種以上を重合性モノマー
の主成分として用いる。（メタ）アクリル酸エステル類
は、モノマーの全質量中５０質量％以上であるのが好ま
しく、６０質量％以上であるのがより好ましく、７０質
量％以上であるのがさらに好ましく、すべてが（メタ）
アクリル酸エステル類であることが最も好ましい。

【００１５】（重合開始剤）本発明の重合性組成物は、
前記重合性モノマーの重合を開始させる重合開始剤を含
有する。重合開始剤としては、用いるモノマーや重合方
法に応じて適宜選択することができるが、例えばＷＯ９
３／０８４８８号公報に記載されている様な、過酸化ベ
ンゾイル（ＢＰＯ）、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチ
ルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔ−ブチルパーオキシ
ド（ＰＢＤ）、ｔ−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（ｔ−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、または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）などのアゾ系化合物が挙げられる。な
お、重合開始剤は２種類以上併用してもよい。

【００１６】（連鎖移動剤）本発明の重合性組成物は、
連鎖移動剤を含有する。前記連鎖移動剤は、主に重合体
の分子量を調整するために用いられる。前記連鎖移動剤
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することができる。本発
明では、連鎖移動剤として、フッ素置換されたメルカプ
タン類を用いることによって、伝送損失を軽減し、光伝
送能を向上させている。また、屈折率分布型光学部材を
作製する場合は、屈折率分布差を大きく確保でき、屈折
率分布構造を形成し易いので好ましい。

【００１７】前記連鎖移動剤として用いられるフッ素置
換されたメルカプタン類は、構造内にフッ素を質量換算
で５０％以上含有しているのが好ましく、６０％以上含
有しているのがより好ましい。前記フッ素置換されたメ
ルカプタン類としては、下記一般式（１）または（２）
で表される化合物が好ましい。

【００１８】

【化３】

【００１９】式中、Ａは水素原子、重水素原子またはフ
ッ素原子を表す。式中、ｐ、ｑおよびｒは、１５＞ｐ＞
ｒ≧０、１５＞ｑ＞ｒ≧０の関係を満足する整数を各々
表す。上式の関係を満足しつつ、ｐは１〜１５のいずれ
かの整数であるのが好ましく、２〜１２のいずれかの整
数であるのがより好ましく、ｑは１〜１５のいずれかの
整数であるのが好ましく、２〜１２のいずれかの整数で
あるのがより好ましく、ｒは０〜４のいずれかの整数で
あるのが好ましく、０〜２のいずれかの整数であるのが
より好ましい。

【００２０】前記一般式（１）および（２）で表される
化合物の具体的な化合物例を以下に示す。

【００２１】

【化４】

【００２２】前記連鎖移動剤は、２種類以上併用しても
よい。

【００２３】（ドーパント）本発明の重合性組成物は、
前記重合性モノマーと異なる屈折率を有する化合物（以
下、「ドーパント」という場合がある）を含有していて
もよい。本発明の重合性組成物にドーパントを含有させ
ることによって、光学部材に屈折率の分布を容易に導入
することができる。ドーパントは、ＷＯ９３／０８４８
８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重合
体との比較において溶解性パラメータの差が７（ｃａｌ
／ｃｍ ³）^1/2以内であると共に、これを含有する組成物
が無添加の組成物と比較して、屈折率が異なる（好まし
くは高くなる）性質を有するものをいい、その屈折率差
が、０．００１以上を示すことを特徴とする。この性質
を有し、重合性モノマーの重合条件（加熱、光照射、お
よび加圧等の重合条件）下において安定で、重合後の重
合体と共存可能且つ重合体を構成するモノマーに対して
非重合性である材料を用いることができる。例えば、安
息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰ
Ｓ）、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（ＤＰ
Ｐ）、ビフェニル（ＤＰ）、ジフェニルメタン（ＤＰ
Ｍ）、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、ＢＥ
Ｎ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。なお、ドー
パントは以上に挙げた低分子の有機化合物以外に、２〜
１０の多量体も含まれるものとする。なお、屈折率を調
整する低分子有機化合物は２種類以上併用してもよい。

【００２４】光学部材において、ドーパントの濃度に傾
斜を持たせることによって、屈折率分布型の光学部材が
作製できる。ドーパントの濃度に傾斜を持たせる方法と
しては、後述する界面ゲル重合を利用する方法等があ
る。

【００２５】本発明の重合性組成物において、各成分の
含有割合の好ましい範囲は、その種類に応じて異なり一
概に規定することはできないが、一般的には、重合開始
剤は、重合性モノマーに対して０．００５〜０．５質量
％であるのが好ましく、０．０１〜０．５質量％である
のがより好ましい。前記連鎖移動剤は、重合性モノマー
に対して０．１０〜０．４０質量％であるのが好まし
く、０．１５〜０．３０質量％であるのがより好まし
い。また、前記ドーパントを用いる場合は、ドーパント
は重合性モノマーに対して１〜３０質量％であるのが好
ましく、１〜２５質量％であるのがより好ましい。

【００２６】本発明の重合性組成物には、その他、重合
時の反応性や重合体の光伝送性能を低下させない範囲
で、その他のドーパントを添加することができる。例え
ば、耐候性や耐久性などを向上させる目的で、耐酸化剤
や耐光剤などの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
ることが可能となり、伝送距離が向上するので、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。

【００２７】本発明の重合性組成物に熱および／または
光等が供与されると、重合開始剤からラジカル等が発生
し、前記重合性モノマーの重合が開始される。本発明の
重合性組成物は、連鎖移動剤としてフッ素置換された化
合物を用いているので、重合体中に残留した場合に、該
重合体からなる光学部材の伝送損失を軽減し、光伝送能
を向上させることができる。さらに、屈折率分布型光学
部材を作製する場合は、屈折率の大きさに差を持たせ易
く、屈折率分布構造を形成し易い。また、重合性モノマ
ーの重合速度および重合度は、前記重合開始剤および前
記連鎖移動剤によって制御され、重合体の分子量を所望
の分子量に調整することができるので、例えば、得られ
た重合体を延伸により線引きして、光ファイバとする場
合は、分子量を調整することによって延伸時における機
械的特性を所望の範囲とすることができ、生産性の向上
にも寄与する。

【００２８】本発明の重合性組成物を、屈折率の大きさ
に分布を有するコア部およびクラッド部からなる光学部
材の製造に用いた態様についてその効果を説明すると、
例えば、クラッド部の製造に用いた場合は、クラッド部
の屈折率をより低減することができるので、コア部との
屈折率差を大きく確保することができ、光伝送体の光伝
送能を向上させることができる。一方、コア部の形成に
用いた場合は、屈折率分布を容易に形成することがで
き、光伝送体の光伝送能を向上させることができる。

【００２９】以下、本発明の重合性組成物を利用した光
学部材の製造方法の実施形態について説明する。以下に
説明する実施形態は、本発明の重合性組成物を、屈折率
の大きさに分布を有するコア部およびクラッド部からな
る屈折率分布型光学部材の製造に用いたものである。本
実施形態は、本発明の重合性組成物を用いてクラッド部
となる中空管を作製する第１の工程と、前記中空管の中
空部で本発明の重合性組成物を重合させることによりコ
ア部となる領域を形成し、コア部およびクラッド部に各
々対応する領域からなるプリフォームを作製する第２の
工程と、得られたプリフォームを所望の形態に加工する
第３の工程とを含むプラスチック光学部材の製造方法で
ある。

【００３０】本実施の形態では、コア部およびクラッド
部の形成に、本発明の重合性組成物を用いるが、クラッ
ド部の形成には、ドーパントを含有していない重合性組
成物を用いるのが好ましく、一方、コア部の形成にはド
ーパントを含有する重合性組成物を用いるのが好まし
い。双方の重合性組成物に含まれる重合性モノマーにつ
いては特に制限はないが、光伝送能の観点から、双方の
重合性組成物中に含有される重合性モノマーは、主成分
においては等しい（但し、その組成比については同一で
なくてもよい）のが好ましい。中でも、メタクリル酸エ
ステルとフッ素化メタクリル酸エステルを用い、これら
のモノマーまたは所望によりさらに他のモノマーの共重
合体からなるクラッド部およびコア部を形成するのが好
ましい。

【００３１】前記第１の工程では、中空状（例えば円筒
形状）の管を作製する。中空の円筒管の製法としては、
例えばＷＯ９３／０８４８８号公報に記載されている様
な製造方法が挙げられる。この中空管は円筒形状の容器
に原料となるエステルを含有する組成物が注入された容
器を、回転（好ましくは、円筒の軸を水平に維持した状
態で回転）させつつ、前記エステル（重水素化およびハ
ロゲン化（メタ）アクリル酸エステルまたはハロゲン化
（メタ）アクリル酸エステル）を重合させることにより
作製することができる。重合温度および重合時間は、用
いるモノマーによって異なるが、一般的には、重合温度
は６０〜９０℃であるのが好ましく、重合時間は５〜２
４時間であるのが好ましい。この時に、特開平８−１１
０４１９号公報に記載されている様に、原料をプレ重合
して原料粘度を上昇させてから行ってもよい。また、重
合に使用する容器は回転によって変形すると、得られる
中空管に歪みを生じさせることから、十分な剛性を持つ
金属管・ガラス管を用いることが望ましい。

【００３２】前記回転重合後に、残存するモノマーや開
始剤を完全に反応させることを目的として、該回転重合
の重合温度より高い温度で得られた構造体に加熱処理を
施してもよいし、所望の中空管が得られた後未重合の組
成物を取り除いてもよい。

【００３３】また、前記第１の工程では、一旦、本発明
の重合性組成物を重合させて重合体を作製した後、押し
出し成形等の成形技術を利用して、所望の形状（本実施
の形態では円筒形状）の構造体を得ることもできる。

【００３４】前記第２の工程では、前記第１の工程で作
製したクラッド部となる中空管の中空部に、本発明の重
合性組成物を注入し、組成物中の重合性モノマーを重合
する。重合法は重合後の残留物の観点から溶媒等を用い
ない界面ゲル重合法が特に好ましい。この界面ゲル重合
法を用いることでモノマーの重合は、前記中空管におい
て、ゲル効果によって、粘度の高くなった内壁表面から
断面の半径方向、中心に向かって進行する。２種以上の
モノマーを用いた場合は、前記中空管を構成している重
合体に対して親和性の高いモノマーが前記中空管の表面
に偏在して主に重合し、該モノマーの比率の高い重合体
が形成される。中心に向かうに従って、形成された重合
体中の前記親和性の高いモノマーの比率は低下し、他の
モノマーの比率が増加する。このようにして、コア部と
なる領域内にモノマー組成の分布が生じ、その結果、屈
折率の分布が導入される。また、モノマーにドーパント
を添加して重合すると、前記中空管を構成している重合
体に対して親和性の高いモノマーが前記中空管の内壁面
に偏在して重合し、外側にはドーパント濃度が低い重合
体が形成される。中心に向かうに従って、形成された重
合体中の該ドーパントの比率は増加する。このようにし
て、コア部となる領域内にドーパントの濃度分布が生
じ、その結果、連続した屈折率の分布が導入される。

【００３５】上記説明したように、第２の加熱重合工程
において、形成されるコア部となる領域に屈折率の分布
が導入されるが、屈折率が互いに異なる部分間は熱挙動
も互いに異なるので、重合を一定温度で行うと、その熱
挙動の違いからコア部となる領域には、重合反応に対し
て発生する体積収縮の応答性が変化し、プリフォーム内
部に気泡が混入する、もしくはミクロな空隙が発生し、
得られたプリフォームを加熱延伸した際に多数の気泡が
発生する可能性がある。重合温度が低すぎると、反応終
了までに時間がかかり、重合効率が低下し、生産性を著
しく損なう。また、重合が不完全となって光透過性が低
下し、作製される光ファイバの光伝送能を損なう。一
方、初期の重合温度が高すぎると、コア部となる領域の
収縮に対して応答緩和できず、気泡発生の傾向が著し
い。そのため、モノマーによって適切な温度範囲を選ん
で重合させることが望ましい。例えば、典型的なメタク
リレート系のモノマーを使用した場合には、好ましく
は、５０℃〜１５０℃、更に好ましくは８０℃〜１２０
℃である。また、重合収縮に対する応答性を高めるため
に加圧した不活性ガス中で重合させることも好ましい。
さらに、重合前のモノマーを減圧雰囲気で脱水・脱気す
ることでさらに気泡の発生を低減させることができる。

【００３６】重合温度および重合時間は、用いるモノマ
ーによって異なるが、一般的には、重合温度は６０〜９
０℃であるのが好ましく、重合時間は５〜２４時間であ
るのが好ましい。また、十時間半減期温度が重合性モノ
マーの沸点以上である重合開始剤を用い、該重合開始剤
の半減期の２５％の時間まで重合すると、初期重合速度
を減少させ、初期重合における体積収縮応答性を向上さ
せることができ、その結果、プリフォーム中の体積収縮
による気泡混入を軽減することができ、生産性を向上す
ることができるので好ましい。ここで、重合開始剤の十
時間半減期温度とは、開始剤が分解し十時間でその数が
１／２になる温度をいう。前記モノマーとしてメチルメ
タクリレート（ＭＭＡ）を用いた場合、十時間半減期温
度がＭＭＡの沸点以上の重合開始剤としては、前述の例
示した重合開始剤のうち、ＰＢＤおよびＰＨＶが該当す
る。例えば、モノマーとしてＭＭＡを用い、重合開始剤
としてＰＢＤを用いた場合は、初期重合温度を１００〜
１１０℃に４８〜７２時間維持し、その後、１２０〜１
４０℃まで昇温して２４〜４８時間重合するのが好まし
く、重合開始剤としてＰＨＶを用いた場合は、初期重合
温度を１００〜１１０℃に４〜２４時間維持し、１２０
〜１４０℃まで昇温して２４〜４８時間重合するのが好
ましい。なお、昇温は段階的に行っても、連続的に行っ
てもよいが、昇温にかける時間は短いほうがよい。

【００３７】重合は、前述した様に加圧状態で行うのが
好ましい（以下、加圧状態で行う重合を「加圧重合」と
いう）。加圧重合を行う場合は、前記重合性組成物を注
入したクラッド部となる中空管を、治具の中空部に挿入
して、治具に支持された状態で重合を行うのが好まし
い。前記治具は、前記中空管を挿入可能な中空部を有す
る形状であり、該中空部は前記中空管と類似の形状を有
しているのが好ましい。クラッド部となる中空管が円筒
形状である場合は、前記治具の中空部も円筒形状である
のが好ましい。治具は、加圧重合中に前記中空管が変形
するのを抑制するとともに、加圧重合が進むに従ってコ
ア部となる領域が収縮するのを緩和可能に支持する。従
って、治具の中空部は、前記クラッド部となる中空管の
外径より大きい径を有し、前記クラッド部となる中空管
を非密着状態で支持するのが好ましい。前記治具の中空
部は、前記クラッド部となる中空管の外径に対して０．
１％〜４０％だけ大きい径を有しているのが好ましく、
１０〜２０％だけ大きい径を有しているのがより好まし
い。

【００３８】前記クラッド部となる中空管を治具の中空
部に挿入した状態で、重合容器内に配置することができ
る。重合容器内において、前記クラッド部となる中空
は、円筒の高さ方向を垂直にして配置されるのが好まし
い。前記治具に支持された状態で前記クラッド部となる
中空管を、重合容器内に配置した後、前記重合容器内を
加圧または減圧することができる。窒素等の不活性ガス
で重合容器内を加圧し、不活性ガス雰囲気下で加圧重合
を進行させるのが好ましい。重合時の加圧の好ましい範
囲については、用いるモノマーによって異なるが、重合
時の圧は、一般的には０．２〜１．０ＭＰａ程度が好ま
しい。

【００３９】以上の工程を経て、光学部材のプリフォー
ムを得ることができる。

【００４０】第３の工程では、作製されたプリフォーム
を加工して所望の形態の光学部材を得る。例えば、プリ
フォームを軸方向に垂直にスライスすれば断面が凹凸を
有しない円番もしくは円柱状のレンズを得ることができ
る。また、延伸してプラスチック光ファイバを得ること
ができる。

【００４１】光ファイバは、第３の工程でプリフォーム
を加熱延伸して作製することができるが、その加熱温度
はプリフォームの材質等に応じて、適宜決定することが
できる。一般的には、１８０〜２５０℃中の雰囲気で行
われることが好ましい。延伸条件（延伸温度等）は、得
られたプリフォームの径、所望のプラスチック光ファイ
バの径および用いた材料等を考慮して、適宜決定するこ
とができる。例えば、線引張力については、特開平７−
２３４３２２号公報に記載されている様に、溶融したプ
ラスチックを配向させるために１０ｇ以上としたり、特
開平７−２３４３２４号公報に記載されている様に溶融
延伸後に歪みを残さないようにするために１００ｇ以下
とすることが好ましい。また、特開平８−１０６０１５
号公報に記載されている様に、延伸の際に予備加熱を設
ける方法などをとることもできる。以上の方法によって
得られるファイバについては、得られる素線の破断伸び
や硬度について特開平７−２４４２２０号公報に記載の
様に規定することでファイバの曲げや側圧特性を改善す
ることができる。

【００４２】第３の工程を経て製造されたプラスチック
光ファイバは、そのままの形態で種々の用途に供するこ
とができる。また、保護や補強を目的として、その外側
に被覆層を有する形態、繊維層を有する形態、および／
または複数のファイバを束ねた形態で、種々の用途に供
することができる。被覆工程は、例えばファイバ素線に
被覆を設ける場合では、ファイバ素線の通る穴を有する
対向したダイスにファイバ素線を通し、対向したダイス
間に溶融した被覆用の樹脂を満たし、ファイバ素線をダ
イス間を移動させることで被覆されたファイバを得るこ
とができる。被覆層は可撓時に内部のファイバへの応力
から保護するため、ファイバ素線と融着していないこと
が望ましい。さらにこの時、溶融した樹脂と接すること
でファイバ素線に熱的ダメージを加わるので、極力ダメ
ージを押さえるような移動速度や低温で延伸できる樹脂
を選ぶことも望ましい。この時、被覆層の厚みは被覆材
の物性値や素線の引き抜き速度、被覆層の冷却温度によ
る。その他にも、光学部材に塗布したモノマーを重合さ
せる方法やシートを巻き付ける方法、押し出し成形した
中空管に光学部材を通す方法などが知られている。

【００４３】本実施の形態により作製されたプラスチッ
ク光ファイバは、クラッド部およびコア部が本発明の重
合性組成物を用いて形成されているので、光伝送損失が
軽減されている。さらに、クラッド部とコア部との屈折
率差が大きく、コア部には屈折率分布構造が導入されて
いるので、より高い光伝送能を有する。また、コア部お
よびクラッド部を構成している重合体は、フッ素置換さ
れたメルカプタン類を連鎖移動剤として用いることによ
って、分子量が調整されているので、延伸時に延伸不良
等のトラブルが発生せず、安定的に製造可能である。な
お、本実施形態では、クラッド部およびコア部の双方が
本発明の重合性組成物を用いて形成する方法を示した
が、いずれか一方の形成に本発明の重合性組成物を用い
た場合も、光伝送損失の軽減効果を奏する。

【００４４】本実施形態では、光学レンズ、線引きされ
たファイバの形態を示したが、例えば、前記第１および
第２の工程で得られたプリフォームから、光導波路等の
光学部材を作製することもできる。

【００４５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操
作等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更する
ことができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体
例に制限されるものではない。 ［実施例１］予定するプリフォームの外径に対応する内
径を有する十分な剛性を持った内径２２ｍｍおよび長さ
６００ｍｍの円筒状の重合容器に、２種類のモノマー
（メタクリル酸メチルおよび１Ｈ−１−（トリフルオロ
メチル）トリフルオロエチルメタクリレート（重合禁止
剤としての４-ｔ-ブチルカテコールを除去し、水分を８
０ｐｐｍ以下まで除去したもの））の混合溶液を所定量
注入した。重合開始剤として、ベンゾイルパーオキシド
をモノマー混合溶液に対して０．５質量％、連鎖移動剤
として例示化合物１−４をモノマー混合溶液に対して
０．２８質量％配合した。上記モノマー混合溶液の注入
された重合容器を７０℃湯浴中に入れ、震盪を加えなが
ら２時間予備重合を行った。その後、該重合容器を７０
℃下にて水平状態（円筒の高さ方向が水平となる状態）
に保持し、３０００ｒｐｍにて回転させながら３時間加
熱重合した。その後、９０℃で２４時間の熱処理し、上
記共重合体からなる円筒管を得た。

【００４６】次に、コア部の原料である２種類のモノマ
ー（メタクリル酸メチルおよび１Ｈ−１−（トリフルオ
ロメチル）トリフルオロエチルメタクリレート（上記同
様に、重合禁止剤としての４-ｔ-ブチルカテコールを除
去し、水分を８０ｐｐｍ以下まで除去したもの））の混
合溶液と、ドーパントとしてジフェニルスルフィドを、
モノマー混合溶液に対して１２．５質量％混合した。こ
の混合溶液を、精度０．２μｍの四フッ化エチレン製メ
ンブランフィルターで濾過しつつ、作製した円筒管の中
空部に濾液を直接注入した。開始剤として、ジメチル−
２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）をモ
ノマー混合溶液に対し０．０１６質量％、連鎖移動剤と
してｎ−ラウリルメルカプタンをモノマー混合溶液に対
し０．２７重量％配合した。この混合溶液等を注入した
該円筒管を、該円筒管外径に対し９％だけ広い内径を持
つガラス管内に挿入した状態で、加圧重合容器に垂直に
静置した。その後、加圧重合容器内を窒素雰囲気に置換
した後、０．６Ｍｐａまで加圧し、１００℃で、４８時
間加熱重合した。その後、加圧状態を維持しながら１２
０℃で、２４時間加熱重合および熱処理して、プリフォ
ームを得た。

【００４７】得られたプリフォームには、重合完了時に
体積収縮による気泡の混入はなかった。このプリフォー
ムを２３０℃の熱延伸により線引きし、直径約７００〜
８００μｍのプラスチック光ファイバを製造した。延伸
工程において、プリフォームには気泡の発生は観察され
ず、安定して３００ｍのファイバを得ることができた。
得られたファイバの伝送損失値を測定したところ、波長
６５０ｎｍにて１５５ｄＢ／ｋｍであった。

【００４８】［実施例２〜６］クラッド、コアのモノマ
ーの種類と量、開始剤種、連鎖移動剤種、ドーパント種
を表１のように変更し、それ以外は、実施例１と同様の
方法で光ファイバを作製した。得られた光ファイバにつ
いて伝送損失を測定した。測定結果を表２に示す。

【００４９】［比較例１］クラッド、コアのモノマーの
種類と量、開始剤種、連鎖移動剤種、ドーパント種を表
１のように変更し、それ以外は、実施例１と同様の方法
で光ファイバを作製した。得られた光ファイバについて
伝送損失を測定した。測定結果を表２に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、高
い光伝送能を有する、特に、伝送損失が軽減された光学
部材を作製可能な重合性組成物およびその製造方法を提
供することができる。また、本発明によれば、高い光伝
送能を有する、特に、伝送損失が軽減された光学部材を
提供することができる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H050 AB43 AB50 AC07 4F204 AA43L AB04 AG03 AH77 AM28 AM30 EA03 EA04 EB01 EB11 EE06 EE10 EE12 EF01 EF02 EF27 EF32 EK01 EK03 EK09 EK10 EK13 EK19 EK23 EW06 EW50 4J011 NA25 NA28 NB05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラジカル重合性モノマーと、重合開始剤
   と、連鎖移動剤としてフッ素置換されたメルカプタン類
   とを含む光学部材用重合性組成物。
2. 【請求項２】 前記重合性モノマーがプロペン酸または
   その誘導体のエステルを主成分とする請求項１に記載の
   光学部材用重合性組成物。
3. 【請求項３】 前記プロペン酸が(メタ)アクリル酸であ
   る請求項２に記載の光学部材用重合性組成物。
4. 【請求項４】 前記フッ素置換されたメルカプタン類の
   フッ素含有率が、質量換算で５０％以上である請求項１
   〜３のいずれか１項に記載の光学部材用重合性組成物。
5. 【請求項５】 前記フッ素置換されたメルカプタン類
   が、下記一般式（１）または（２）で表される請求項１
   〜４のいずれか１項に記載の光学部材用重合性組成物。 【化１】 （式中、Ａは水素原子、重水素原子またはフッ素原子を
   表し、ｐ、ｑおよびｒは１５＞ｐ＞ｒ≧０、１５＞ｑ＞
   ｒ≧０の関係を満足する整数をそれぞれ表す。）
6. 【請求項６】 さらに、前記重合性モノマーと異なる屈
   折率を有する化合物を含有する請求項１〜５のいずれか
   １項に記載の光学部材用重合性組成物。
7. 【請求項７】 前記重合性モノマーがハロゲン原子を含
   有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学部材用
   重合性組成物。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光
   学部材用重合性組成物を重合させる工程を含む光学部材
   の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の製造方法によって製造
   された光学部材。
10. 【請求項１０】 屈折率の大きさに分布がある屈折率分
    布領域を少なくとも有する請求項９に記載の光学部材。