JP2004240122A

JP2004240122A - プラスチック光ファイバケーブルおよび製造方法

Info

Publication number: JP2004240122A
Application number: JP2003028533A
Authority: JP
Inventors: Takahito Miyoshi; 孝仁三好; Toru Ogura; 徹小倉; Yukio Shirokura; 幸夫白倉
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-26
Also published as: US20040184757A1; US7085470B2

Abstract

【課題】耐湿性に優れ、高密度な多芯プラスチック光ファイバケーブルを得る。
【解決手段】脂環式炭化水素基を有する（メタ）アクリル酸エステルとＭＭＡとを重合してクラッド部３３ｂを作製する。コア部３３ａを界面ゲル重合法で作製する。クラッド部３３ｂの外周面に厚さ４５０μｍ以下の１次被覆層３３ｃを形成する。この単芯光ファイバケーブル３３と同じケーブル３４〜３９を７本束ね、空隙には充填剤４１を充填し、２次被覆層４３で被覆して多芯光ファイバケーブル４０を製造する。ケーブル４０は被覆層が薄いため可撓性に優れ、曲げ損失の低減を図ることができる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック光ファイバケーブル及びその製造方法並びに前記プラスチック光ファイバーケーブルを複数本束ねて形成されるプラスチック光ファイバーケーブル及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック光ファイバ（以下、光ファイバとも称する）は、石英系の光ファイバと比較して、製造および加工が容易であること、および人体への突き刺し災害による危険性の低さなどの観点から、伝送損失の大きさが問題とならない程度の短距離光通信媒体として注目されてきている。特に家庭や車載用途で注目されてきている。
【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（以下、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（以下、クラッド部と称する）とから構成される（以下、光ファイバ素線と称する）。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（例えば、特許文献１および２参照。）。この様な屈折率分布型光学部材の製法の一つに、界面ゲル重合を利用して、光学部材母材（以下、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】
ところで、光ファイバには、前述した様に、高帯域で伝送損失が小さいことが要求されるとともに、吸湿による光学特性の悪化を防ぐ、耐湿性を有していることが要求される。例えばメタクリル酸シクロヘキシルとメタクリル酸メチルからなる共重合体などが提案されているが、吸湿性を低減するためには、メタクリル酸シクロヘキシルを比較的多量に使用する必要がある等、使用範囲が制限される。さらに、その結果、メタクリル酸系樹脂の耐熱性が低下することになり、改善を要する点がある。一方、プラスチック構造中の水素をフッ素等のハロゲンや重水素に置換することが提案されている。しかし、フッ素含有モノマーの単独重合体は、材料安定性または密着性などにおいて不都合が生じる場合があり、光ファイバに要求される性能の全てを備えた材料ではない。なお、素材の選択によって耐熱性を向上させるものとして、炭素原子を介してアルキル基を導入したモノマーからなる重合体が示されているが（例えば、特許文献３参照。）、これらのガラス転移温度（Ｔｇ）は、ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡと称する）に比して高くないため（例えば、非特許文献１参照。）、十分な耐熱性を有しないと推測される。さらに、これらはＣ−Ｈ結合のＨをＣｌやＢｒという大きな原子で置換しており、この様な置換は反応性の低下を招くため好ましくない。
【０００５】
また、光ファイバは、コア部とクラッド部とからなる光ファイバ素線のみで用いられることもある。しかしながら、バンドルファイバのように光ファイバ素線をむき出しのまま取りまとめた場合、
ｉ）ＰＭＭＡのような一般的なアクリル樹脂では、吸湿性が高いため、光源波長によっては吸湿に起因する損失増大がある。この現象は、光ファイバの体積と側面積の関係からファイバ径を小さくすることによって顕著となる、
ｉｉ）クラッド同士の摩擦によってクラッドが傷付きそれに起因する伝送損失増大が懸念される。
【０００６】
そこで、通常は光ファイバに被覆層を設けた光学部材（以下、光ファイバケーブルと称する）として用いられる。光ファイバ素線を高密度に付設若しくは実装する際には，その省スペース性から前述した単芯のプラスチック光ファイバーケーブル（以下、単芯光ファイバケーブルと称する）を複数本束ねて、多芯プラスチック光ファイバケーブル（以下、多芯光ファイバケーブルと称する）として用いることがある。多芯光ファイバケーブルとしては、
ｉｉｉ）屈折率の高い複数のコア部を、クラッドで取り囲み一纏めとした後に、そのクラッド部の外周面に光ファイバ素線を保護する保護層（１次被覆層）を被覆する形態。
ｉｖ）コア部をクラッド部が囲んだ同心円構造の光ファイバ素線を複数本合わせて、各光ファイバ素線間に第三の樹脂を介在させて円筒形状として、一纏めに保護層を被覆する形態。
ｖ）コア部をクラッド部が囲んだ同心円構造とし、そのクラッド部の外周面に第１保護層（１次被覆層）を被覆し単芯光ファイバケーブルを形成した後に、複数本の単芯光ファイバケーブルを一纏めとして第２保護層（２次被覆層）を被覆する形態。
などが知られている（例えば、特許文献４参照）。このとき取りまとめる光ファイバ素線又は単芯光ファイバケーブルの径を小さくすることによってより高密度とすることが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６１−１３０９０４号公報（第３−４頁）
【特許文献２】
国際公開第９３／０８４８８号パンフレット
【特許文献３】
特開平８−２２０３４９号公報（第３−８頁）
【特許文献４】
特開２００２−２５８０６８号公報（第２頁）
【非特許文献１】
Ｈ．Ｋａｗａｉｅｔｌ．，ＳＰＩＥＶｏｌ．８９６ＲｅｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＭｏｌｄｉｎｇｏｆＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，６９−７８（１９８８）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ｉｉｉ）の形態のような多芯光ファイバケーブルは、単芯光ファイバケーブルの被覆層が厚いために、多芯光ファイバケーブルの高密度化が困難である。そこで、光伝送路の高密度化を図るために１次被覆層を薄くすることも考えられるが、耐湿性が劣る多芯光ファイバケーブルとなり、問題が生じている。
【０００９】
本発明は、被覆層が薄くても耐湿性に優れたプラスチック光ファイバケーブル及びその製造方法並びに前記プラスチック光ファイバケーブルを複数本束ね、耐湿性に優れ、且つ高密度なプラスチック光ファイバケーブル並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルは、プラスチックからなるコア部とクラッド部とを含む光ファイバ素線と、前記ファイバ素線を被覆する被覆層とを有するプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記コア部が少なくとも下記一般式（１）で表わされる化合物を含有する重合性モノマーと光学部材用重合性組成物とから重合され、前記被覆層の厚さが５００μｍ未満であり、より好ましくは２００μｍ以下である。
【００１１】
【化３】

（式中、Ｘ^１は水素原子（Ｈ）、または重水素原子（Ｄ）を表わし、２つのＸ^１は同一でも異なっていてもよい。Ｙ^１は、Ｈ，Ｄ，ＣＨ_３基，ＣＤ_３基，ハロゲン原子またはＣＦ_３基を表わす。また、Ｒ^１は、炭素数７〜２０個の脂環式炭化水素基を表わす。）
【００１２】
前記コア部の中心部から外周方向に向けて屈折率が減少するように屈折率分布を有することが好ましい。また、前記被覆層を形成する素材の動摩擦係数が０．４５以下が好ましく、より好ましくは０．３以下である。なお、本発明において、前記動摩擦係数は、ＪＩＳＫ７１２５に準拠した測定法により測定された値を用いる。さらに、前記コア部の直径が６００μｍ以下であることがより好ましい。なお、本発明において、コア部の直径とは、光ファイバ素線のコア部を５箇所測定し、その平均値を意味している。
【００１３】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルは、前記プラスチック光ファイバケーブルを複数本束ねて形成されている。
【００１４】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法は、プラスチックからなるクラッド部とコア部とが少なくとも下記一般式（１）で表わされる化合物を含有する重合性モノマーを重合して形成される光ファイバ素線を、被覆層で被覆してなるプラスチック光ファイバケーブルの製造方法において、前記被覆層の厚さが５００μｍ未満であり、より好ましくは２００μｍ以下である。
【００１５】
【化４】

（式中、Ｘ^１は水素原子（Ｈ）、または重水素原子（Ｄ）を表わし、２つのＸ^１は同一でも異なっていてもよい。Ｙ^１は、Ｈ，Ｄ，ＣＨ_３基，ＣＤ_３基，ハロゲン原子またはＣＦ_３基を表わす。また、Ｒ^１は、炭素数７〜２０個の脂環式炭化水素基を表わす。）
【００１６】
前記コア部の直径を６００μｍ以下として形成する工程を含むことが好ましい。また、本発明のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法は、前記プラスチック光ファイバケーブルの製造方法に、前記プラスチック光ファイバケーブルを複数本束ね、プラスチック光ファイバケーブルを製造する工程をさらに含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［原料］
始めに光ファイバ用重合性組成物について説明する。本発明に用いられる光ファイバ用重合性組成物は、下記一般式（１）で表される重合性モノマー（Ａ）が用いられ、場合によっては重合開始剤と、該重合性モノマーとは異なる屈折率を有する化合物とを含有する。本発明の光学部材用重合組成物は、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られる。
【００１８】
【化５】

【００１９】
前記一般式（１）（化５参照）で表される重合性モノマー（Ａ）は、Ｒ_１が炭素数７〜２０個の脂環式炭化水素基を有する（メタ）アクリレートである。（式中、Ｘ^１は水素原子（Ｈ）、または重水素原子（Ｄ）を表し、Ｙ^１はＨ，Ｄ，ＣＨ_３基またはＣＤ_３基を表わし、Ｒ^１は炭素数７〜２０個の脂環式炭化水素基を表す。）具体的な例としては、（メタ）アクリル酸（ビシクロ〔２．２．１〕ヘプチル−２）、（メタ）アクリル酸１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸２−アダマンチル、（メタ）アクリル酸３−メチル−１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸３，５−ジメチル−１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸３−エチルアダマンチル、（メタ）アクリル酸３−メチル−５−エチル−１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸３，５，８−トリエチル−１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸３，５−ジメチル−８−エチル−１−アダマンチル、（メタ）アクリル酸オクタヒドロ−４，７−メンタノインデン−５−イル、（メタ）アクリル酸オクタヒドロ−４，７−メンタノインデン−１−イルメチル、（メタ）アクリル酸トリシクロデシル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシ−２，６，６−トリメチル−ビシクロ〔３．１．１〕ヘプチル、（メタ）アクリル酸３，７，７−トリメチル−４−ヒドロキシ−ビシクロ〔４．１．０〕ヘプチル、（メタ）アクリル酸（ノル）ボルニル、アクリル酸イソボルニ、メタアクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸フエンチル、（メタ）アクリル酸２，２，５−トリメチルシクロヘキシルなどが挙げられる。これら（メタ）アクリル酸エステルの中でも、メタクリル酸（ノル）ボルニル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸フエンチルなどが好ましく、メタクリル酸（ノル）ボルニル、（メタ）アクリル酸イソボルニルが特に好ましい。
【００２０】
前記重合性モノマーは、（メタ）アクリル酸、あるいはその酸塩化物を、Ｒ^１ＯＨで表される脂環式炭化水素・モノオールでエステル化すること、（メタ）アクリル酸をカンフェンなどの脂環式炭化水素前駆体とを硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸などの酸触媒でエステル化することによって製造することができる（なお、Ｒ^１は前記一般式（１）中のＲ^１と同義である）。また、（メタ）アクリレートのＣ−Ｙ^１のＹ^１は、水素原子（Ｈ）やメチル基（ＣＨ_３）であることが好ましい。
【００２１】
光伝送に用いる光源波長によってはＣ−Ｈ結合に起因する吸収が伝送の阻害となるため、この様な場合は、（メタ）アクリル基のＣ−Ｈ（前記一般式（１）中、Ｘ^１）の水素原子（Ｈ）も重水素原子（Ｄ）に置換されているほうが好ましく、その置換率は９５％以上１００％未満であることがより好ましい。さらに前記一般式（１）中のＹ^１の水素原子（Ｈ）に変えて重水素原子（Ｄ）や重水素化メチル基（ＣＤ_３）に置換することが好ましい。さらには、側鎖のＲ^１のＣ−Ｈの水素原子（Ｈ）を重水素原子（Ｄ）に置換してもよい。
【００２２】
本発明の光学部材用重合性組成物は、前記重合性モノマー（Ａ）を必須成分として含んでいればよい。前記重合性モノマー（Ａ）は全重合性モノマー中、５質量％以上、好ましくは７．５質量％以上、更に好ましくは１０質量％含んでいればよい。さらに本明細書において「主成分として含む」とは、その重合体の光学的性能を損なわない限りにおいて、他のモノマーを含んでいてもよいことを意味する。
【００２３】
なお、本発明に用いられる重合性ポリマーについて、更に説明する。ＰＭＭＡは、光学特性に優れているがポリマー骨格中にエステル結合（−ＣＯＯ−）が含まれており、そのエステル結合は、親水性であるため、飽和吸水率が約２％と大きく光ファイバとして使用中に吸水し、光学特性や機械的強度の劣化が生じてしまう場合がある。そこで、本発明ではエステル結合（−ＣＯＯ−）の酸素原子側に親油性である炭化水素基、特に脂環式炭化水素基を結合させることによりポリマーの吸水率を低下させている。また、脂環式炭化水素基を置換することで、隣接するアクリル酸ポリマーのエステル結合と分子間相互作用が大きくなるため、耐熱性が向上したり、機械的強度が上昇する効果も得られる。
【００２４】
本発明に使用可能な前記重合性モノマー（Ａ）以外の重合性モノマーの具体例としては、（メタ）アクリル酸エステル系化合物として、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎーブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル等が挙げられる。また、スチレン系化合物として、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらに、ビニルエステル類として、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挙げられる。さらには、マレイミド類として、Ｎ−ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルマレイミド、Ｎ−イソプロピルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。この中でもメタクリル酸メチルが好ましい。これらのモノマー中の水素原子も重水素原子に置換されているのが好ましい。
【００２５】
本発明の重合性組成物は、前記重合性モノマー（Ａ）およびそれ以外の重合性モノマーの重合を開始させる。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。具体的には、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等が挙げられる。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）、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）、ジーｔ−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２種類以上を併用してもよい。
【００２６】
本発明の重合性組成物は、前記重合性モノマーの連鎖移動剤を含有するのが好ましい。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。
重合性組成物がそれぞれ連鎖移動剤を含有していると、重合性モノマーの重合速度および重合度を前記連鎖移動剤によってより制御することができ、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。例えば、本発明の重合性組成物を重合した後、延伸により線引きして、光伝送体の形態にする場合は、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。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。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、ＪＯＨＮＷＩＬＥＹ＆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。
【００２７】
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、ｔ−ドデシルメルカプタン等）、チオフェノール類（例えば、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−トルエンチオール等）などを用いるのが好ましく、中でも、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ラウリルメルカプタン、ｔ−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（Ｈ）が、重水素原子（Ｄ）やフッ素原子（Ｆ）で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、前記連鎖移動剤は、２種類以上を併用してもよい。
【００２８】
本発明の重合性組成物は、屈折率調整成分を含有していてもよい。本発明の重合性組成物に屈折率調整成分を含有させ、重合の際に、重合の進行方向に沿って、屈折率調整成分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を作製することができる。屈折率分布型の光学部材は、広い伝送帯域を得ることができる。このような屈折率分布型光学部材は、コア部の中心部から外周方向に向けて徐々に屈折率が減少するものでも、マルチステップインデックスといわれる階段状に屈折率が減少するもののどちらも用いることができる。ただし、より広い伝送帯域を得るためには、屈折率分布が徐々に減少するもの（グレーデッドインデックス型）が特に好ましい。なお、コア部に屈折率分布を形成した場合は、屈折率調整のために屈折率調整剤の添加や、共重合体の共重合比によって、コア部の中心と外周とで素材の機械的特性が変化するので、その影響を薄める意味でも本発明は有効である。
【００２９】
屈折率調整成分は、併用する前記重合性モノマーの屈折率と異なる成分を意味し、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。その屈折率差は、０．００５以上であるのが好ましい。屈折率調整成分は、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して、屈折率が高くなる性質を有するものを用いるのが好ましい。また、屈折率調整成分は重合性化合物であってもよく、重合性化合物が屈折率調整成分の場合は、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のが好ましい。上記性質を有し、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（加熱および加圧等の重合条件）下において安定であるものを、屈折率調整成分として用いることができる。例えば、コア部形成用重合性組成物に屈折率調整成分を含有させ、コア部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、屈折率調整成分の濃度に傾斜を持たせ、コア部に屈折率調整成分の濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成するのが好ましい（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」という場合がある）。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。
【００３０】
前記屈折率調整成分としては、低分子化合物として、例えば、ジブチルフタレート、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）、ビフェニル（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）、硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体などが挙げられる。硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体については、下記化６中のＤ１〜Ｄ１１として具体的に示す化合物の中から適宜選ばれる。中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯおよび硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体が好ましい。なお、これらの化合物中に存在する水素原子を重水素原子に置換した化合物も広い波長域での透明性を向上させる目的で用いることが出来る。また、重合性化合物として、例えば、トリブロモフェニルメタクリレート等が挙げられる。屈折率調整成分として重合性化合物を用いる場合は、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性屈折率調整成分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。
【００３１】
【化６】

【００３２】
屈折率調整剤の濃度および分布を調整することによって、光学部材の屈折率を所望の値に変化させることができる。その添加量は、用途および組み合わされる部材に応じて適宜選ばれる。屈折率上昇剤は、複数種類添加してもよい。
【００３３】
本発明に用いられる重合性組成物に熱および／または光等が供与されると、例えば、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が屈折率調整成分を含んでいる場合は、例えば、後述の界面ゲル重合法のように、重合の進行方向を制御して、屈折率調整成分の濃度に傾斜を持たせることによって、もしくは屈折率調整成分を含んでいない場合も、前記重合性モノマーの共重合比に傾斜を持たせることによっても、屈折率分布構造を形成することができる。また、重合性モノマーの重合速度および重合度を、重合開始剤および所望により添加される連鎖移動剤によって制御し、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。連鎖移動剤によって製造される重合体の分子量（好ましくは１万〜１００万、より好ましくは３万〜５０万）を調整すれば、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。
【００３４】
プラスチック光ファイバは、重合性組成物の重量平均分子量（Ｍｗ）が１万〜１００万であることが好ましい。分子量が前記範囲より小さいと機械的強度などが低下し、一方、分子量が前記範囲より大きいと加工性が悪くなる。この適正な分子量範囲を選択することで、製品の熱的物性（Ｔｇ）と、加熱延伸時の加工性や、機械的強度のそれぞれを満たすことができる。
【００３５】
［光ファイバ素線の製造方法］
以下に、本発明に係る光ファイバケーブルに用いられる光ファイバ素線の製造方法を説明する。なお、説明は、屈折率分布型プラスチック光ファイバ（ＧＩ型）の製造方法の実施形態を例示するが、本発明に用いられる光ファイバ素線は、その形態に限定されるものではない。本実施形態は、主として２種類あるが、以下の実施形態に限定されるわけではない。まず、第一の実施形態は、クラッド部用重合性組成物を重合してクラッド部となる円筒管を作製する第１の工程と、前記円筒管の中空部でコア部形成用重合性組成物を界面ゲル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。
【００３６】
第二の実施形態は、クラッド部に相当する、例えばポリフッ化ビニリデン樹脂のような含フッ素樹脂からなる円筒状パイプを作製する第１の工程と、前記フッ素樹脂パイプの中空部内壁をアウターコア部用重合性組成物を回転重合法で２層からなる同心円筒状パイプを作製する第２の工程と、前記円筒管のさらに中空部をインナーコア部形成用重合性組成物を界面ゲル重合させることによりインナーコア部となる領域を形成し、クラッド部、アウターコア部およびインナーコア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３の工程と、および得られたプリフォームを所望の形態に加工する第４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。後者の実施形態においては、２層からなる同心円筒状パイプを作製する際、上記のように段階的ではなく、フッ素樹脂とアウターコア用重合組成物の重合体を溶融共押し出しの方法の一段階で作製する方法もある。
【００３７】
前記クラッド部あるいはアウターコア部形成用重合性組成物は、重合性モノマーと、該重合性モノマーの重合を開始させる重合開始剤、および連鎖移動剤を含有する。次に、前記コア部あるいはインナーコア部形成用重合性組成物は、重合性モノマーと、該重合性モノマーの重合を開始させる重合開始剤、連鎖移動剤、および所望により前記モノマーの屈折率と異なる屈折率を有する化合物（屈折率調整成分）を含有する。前記クラッド部／コア部の組み合わせ、あるいは、アウターコア部／インナーコア部の組み合わせ形成用の重合性組成物に用いられる重合性モノマーは、等しいのが好ましい（但し、その組成比については同一でなくてもよく、また副成分については等しくなくてもよい）。
【００３８】
前記クラッド部およびコア部形成用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定め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質量％〜０．５質量％であるのが好ましく、０．０１質量％〜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質量％〜０．４０質量％であるのが好ましく、０．１５質量％〜０．３０質量％であるのがより好ましい。また、前記コア部形成用重合性組成物において、前記屈折率調整成分は、重合性モノマーに対して１質量％〜３０質量％であるのが好ましく、１質量％〜２５質量％であるのがより好ましい。
【００３９】
前記クラッド部およびコア部形成用重合性組成物の重合して生成するポリマー成分の分子量は、プリフォームを延伸する関係から、重量平均分子量（Ｍｗ）で１万〜１００万の範囲であることが好ましく、３万〜５０万であることがさらに好ましい。さらに延伸性の観点で分子量分布（ＭＷＤ＝重量平均分子量／数平均分子量）も影響する。ＭＷＤが大きくなると、極端に分子量の高い成分がわずかでもあると延伸性が悪くなり、場合によっては延伸できなくなることもある。したがって、好ましい範囲としては、ＭＷＤが４以下が好ましく、さらには３以下が好ましい。
【００４０】
前記クラッド部およびコア部形成用重合性組成物にはそれぞれ、重合時の反応性や光伝送性能を低下させない範囲で、その他の屈折率調整成分を添加することができる。例えば、耐候性や耐久性等を向上させる目的で、耐酸化剤や耐光剤等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。
【００４１】
次に、本実施の形態、特に前記第一の実施形態の各工程について詳細に説明する。前記第１の工程では、クラッド部となる中空状（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、例えば国際公報ＷＯ９３／０８４８８号パンフレットに記載されている様な製造方法が挙げられる。具体的には、前記クラッド部形成用重合組成物を、円筒形状の重合容器あるいはフッ素樹脂よりなるパイプ（さらに外側に円筒形状の容器に入れられたもの）に注入し、該重合容器を回転（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、前記重合性モノマーを重合させることにより、重合体からなる円筒管を作製することができる。なお、前記重合性モノマーを重合容器に注入する前にフィルターにより濾過して、組成物中に含まれる塵埃を除去するのが好ましい。重合温度および重合時間は、用いるモノマーや重合開始剤によって異なるが、一般的には、重合温度は６０℃〜１５０℃であるのが好ましく、重合時間は５時間〜２４時間であるのが好ましい。このときに、特開平８−１１０４１９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が回転によって変形してしまうと、得られる円筒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。
【００４２】
前記クラッド部となる円筒管は、第２の工程でコア部の原料となる重合性組成物を注入できるように、底部を有しているのが好ましい。底部は前記円筒管を構成している重合体と密着性および接着性に富む材質であるのが好ましい。また、底部を前記円筒管と同一の重合体で構成することもできる。重合体からなる底部は、例えば、重合容器を回転させて重合する（以下、「回転重合」という場合がある）前もしくは後に、重合容器を垂直に静置した状態で、重合容器内に少量の重合性モノマーを注入し、重合することによって形成することができる。
【００４３】
前記回転重合後に、残存するモノマーや重合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く、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。
【００４４】
また、前記第１の工程では、一旦、前記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（本実施の形態では一重円筒形状あるいはフッ素樹脂と前記重合性組成物重合体からなる二重（同心）円筒状）の構造体を得ることもできる。
【００４５】
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あるいはアウターコア部となる円筒管の中空部に、前記コア部あるいはインナーコア部形成用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。それら組成物は、フィルターにより濾過して、組成物に含まれる塵埃を除去するのが好ましい。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、重合性モノマーの重合は、前記円筒管のゲル効果によって、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。重合性モノマーに前記屈折率調整成分を添加して重合すると、前記円筒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円筒管の内壁面に偏在して重合し、外側には屈折率調整成分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屈折率調整成分の比率が増加する。このようにして、コア部となる領域内に屈折率調整成分の濃度分布が生じ、この濃度分布に基づいて、連続した屈折率の分布が導入される。
【００４６】
上記説明したように、第２の工程において、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、重合効率が低下し、反応終了までに時間がかかってしまい、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、モノマーの沸点や生成するポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）を勘案しながら、重合温度と後処理温度を調整して行う。但し、後処理温度はポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上となるように選択する。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、重合温度は好ましくは、６０℃〜１６０℃、さらに好ましくは８０℃〜１４０℃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・脱気する事でさらに気泡の発生を低減させることができる。
【００４７】
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℃〜１５０℃であるのが好ましく、重合時間は５時間〜７２時間であるのが好ましい。具体的には、重合性モノマーとしてイソボルニルメタクリレートを用い、重合開始剤として２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）を用いた場合は、初期重合温度を１００℃〜１１０℃に４８時間〜７２時間維持し、その後、１２０℃〜１６０℃まで昇温して２４時間〜４８時間重合するのが好ましく、重合開始剤としてジ−ｔ−ブチルパーオキシドを用いた場合は、初期重合温度を９０℃〜１１０℃に４時間〜４８時間維持し、１２０℃〜１６０℃まで昇温して２４時間〜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。
【００４８】
重合は、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円筒管を、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、前記構造体を挿入可能な中空を有する形状であり、該中空部は前記構造体と類似の形状を有しているのが好ましい。本実施の形態では、クラッド部となる構造体が円筒管であるので、前記治具も円筒形状であるのが好ましい。治具は、加圧重合中に前記円筒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円筒管の外径より大きい径を有し、前記クラッド部となる円筒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円筒管の外径に対して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。
【００４９】
前記クラッド部となる円筒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円筒管は、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円筒管を、重合容器内に配置した後、前記重合容器内を加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０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａ程度が好ましい。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。
【００５０】
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盤状もしくは円柱状のレンズを得ることができる。また、延伸して光ファイバ素線を得る。
【００５１】
光ファイバ素線は、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、所望の光ファイバ素線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等をとることもできる。以上の方法によって得られる光ファイバ素線については、得られる光ファイバ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光ファイバの曲げや側圧特性を改善することができる。
【００５２】
第３の工程を経て製造された光ファイバ素線は、そのままの形態で種々の用途に供することができる。しかしながら、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／または複数の光ファイバを束ねた形態の多芯光ファイバケーブルとして種々の用途に供することがより好ましい。なお、本発明の単芯，多芯光ファイバケーブルに用いられる光ファイバ素線の製造方法は、前述した界面ゲル重合法が好ましいが、その他の溶融押出法などの製造方法に適用することもできる。
【００５３】
［被覆層の形成（単芯光ファイバケーブルの製造方法）］
光ファイバ素線を被覆して、単芯光ファイバーケーブルを製造する際の、被覆層（以下、１次被覆層と称する）の形成方法は特に限定されないが、溶融押出し法を用いることが好ましい。１次被覆層の構成は、１層でも良いし、複数の層からなっていても良い。複数層からなる場合は、各層の素材や添加物を変えて、後述の難燃性付与をはじめ、強度向上、帯電防止などの様々な機能を持たせることも可能である。
【００５４】
本発明に係る単芯光ファイバケーブルを製造する被覆工程に用いられる被覆ライン１０を図１に示す。前述した光ファイバ素線１１は送出機１２より送り出され、冷却機１３により５℃〜３５℃の温度に冷却することが、被覆する際に光ファイバ素線１１への熱的ダメージを抑制できるために好ましいがこの冷却機１３は省略することもできる。その後に被覆機１４により光ファイバ素線１１に１次被覆層を形成する。被覆機１４には、光ファイバ素線の通る孔を有する対向したダイスが備えられており、そこに光ファイバ素線を通して対向したダイス間に溶融した被覆層用形成用物質を満たし、光ファイバ素線をダイス間を移動させることで、図２に示す１次被覆層２０が形成された単芯プラスチック光ファイバケーブル１５を得ることができる。この単芯光ファイバケーブル１５を冷却機１６で冷却した後に、ローラ１７により搬送して巻取機１８に巻き取る。なお、本発明において１次被覆層２０を形成する方法は、前述したものに限定されるものではない。例えば、被覆層形成後の冷却方法も冷却機１６に代えて水槽を設け、冷水で光ファイバケーブル１５を冷却した後に、乾燥機（図示しない）で乾燥させても良い。
【００５５】
図２に本発明に係る単芯光ファイバケーブル１５の断面図を示す。光ファイバ素線１１は、コア部１１ａとクラッド部１１ｂとから構成され、クラッド部１１ｂの外周面１１ｃに１次被覆層２０が形成されている。本発明においてコア部１１ａの直径ＤＡとクラッド部１１ｂの厚さＴＣは、特に限定されない。しかしながら、ＤＡ（μｍ）≦６００μｍであることが、ファイバ同士もしくは機器の接続のために好ましい。本発明におけるＴＣの厚みは任意に選択することができるが、光伝送性能等に影響がでない範囲で薄くすることが好ましい。また、本発明では、１次被覆層２０の厚さＴ１を５００μｍ未満とするが、光ファイバ素線１１の主成分は、前記一般式（１）のモノマーをから重合したポリマーであり、脂環式炭化水素基である置換基Ｒ^１の親油性（すなわち、撥水性）により、単芯光ファイバケーブル１５の耐湿性を保持することができる。
【００５６】
なお、それら断面が略円形である光ファイバ素線と１次被覆層２０との中心点は、必ずしも一致させる必要が無く、用途に応じて断面における中心点をずらすこともできる。そのようなプラスチック光ファイバケーブルは、略円弧状に固定される場合に、厚さが適当な被覆層を形成することにより、光の伝送能力の低下が抑制される。また、本発明に係る単芯光ファイバケーブルは、被覆層（１次被覆層）の厚さが５００μｍ未満と薄いため可撓性に優れており、光ファイバケーブルの配置の自由度が向上するので、略円弧状などの形態で固定して使用しても、曲げ損失の発生が抑制される。
【００５７】
なお、本発明の単芯光ファイバケーブルの１次被覆層２０の形成物資としては、好ましい溶融流動性がある熱可塑性ポリマーであれば、特に制限されるものではない。しかしながら、後述する多芯光ファイバケーブルを屈曲等した際に、単芯光ファイバケーブルの１次被覆層同士が接触して傷を生じないようにするため、１次被覆層２０を形成する材料の動摩擦係数が小さいポリマーを用いることが好ましく、０．４５以下、好ましくは０．３以下であることが好ましい。本発明において、動摩擦係数の測定は、ＪＩＳＫ７１２５に準拠した測定法により測定された値を用いることとする。具体的には、ポリエチレン（ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ，ＴＥＥ），ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ），四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ），エチレン四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリクロロ三フッ化エチレン（ＰＣＴＦＥ），フッ化ビニル（ＰＤＦ）などのフッ素樹脂等を好ましく挙げることができる。
【００５８】
［多芯光ファイバケーブルの製造方法］
本発明の単芯光ファイバケーブルを複数本束ねて多芯光ファイバケーブルを製造する多芯ケーブル被覆機を図３に示し、図４にはその製造方法により製造される多芯光ファイバケーブルの断面図を示す。なお、本発明に係る多芯光ファイバケーブル及び製造方法は、以下に説明するものに限定されるものではない。
【００５９】
多芯ケーブル被覆機３０には、本発明に係る複数本の単芯光ファイバケーブル３３〜３７が図示しない搬送装置により搬送される。図３では５本の単芯光ファイバケーブル３３〜３７のみを図示しているが、本実施形態では、７本の単芯光ファイバケーブルが多芯ケーブル被覆機３０に搬送され、７本の単芯光ファイバケーブルを束ねた多芯プラスチック光ファイバケーブル４０が得られる（図４参照）。
【００６０】
多芯ケーブル被覆機３０には、充填剤投入口３１と２次被覆層形成材料投入口３２とが備えられている。また、充填剤４１と２次被覆層形成材料４２との加熱流動性を高めるため、多芯ケーブル被覆機３０には、図示しない温度調節機が取り付けられていることが好ましい。充填剤投入口３１からは、充填剤４１が投入される。充填剤４１は、隣接している単芯光ファイバケーブル３３〜３７間の空隙を充填し、各単芯光ファイバケーブル３３〜３７の配置位置を固定する。
【００６１】
本発明において、用いられる充填剤４１の種類について特に限定されるものではないが下記の物性を有していることが好ましい。
ａ１）充填を容易にするために、熱可塑性に優れているもの。
ａ２）１次被覆層２０との親和性が良好なもの。
ａ３）コア部，クラッド部に熱的ダメージを与えないように、低温で可塑性を有するもの。
ａ４）多芯光ファイバケーブルを軽量化するために、密度が小さいもの。
ａ５）多芯光ファイバケーブルを曲げた際に発生する曲げ損失を低下させるため可撓性に優れたもの。
ａ６）１次被覆層２０を薄くしたことによる耐湿性の低下を補うために耐湿性に優れたもの。
【００６２】
次に、２次被覆層形成材料投入口３２から２次被覆層形成材料４２が投入され、複数本の単芯光ファイバケーブル３３〜３７と充填剤４１とを被覆して、多芯光ファイバケーブル４０としてケーブル被覆機３０から送り出される。その後に冷却など工程が行われ、図４に示す２次被覆層４３が形成された多芯光ファイバケーブル４０が得られる。
【００６３】
２次被覆層形成材料４２の種類について特に限定されるものではないが下記の物性を有していることが好ましい。
ｂ１）１次被覆層２０，充填剤４１と親和性が高いもの。
ｂ２）光ファイバ素線に熱的ダメージを与えないように、低温で可塑性を有するもの。
ｂ３）多芯光ファイバケーブルを曲げた際に発生する曲げ損失を低下させる可撓性に優れたもの。
ｂ４）外的衝撃から多芯光ファイバを保護するため、機械的強度に優れたもの。
ｂ５）１次被覆層２０を薄くしたことによる耐湿性の低下を補うために耐湿性に優れたもの。
また、２次被覆層４３は複層からなっても良く、その場合、必要に応じて押巻きや後述の機能を持つ層を複数有することができる。
【００６４】
さらに、２次被覆層形成材料４２に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く。耐透湿性能を満足する限りにおいては、１次被覆層形成材料にも導入は可能である。
【００６５】
また、その被覆層形成材料に難燃剤を添加することで光ファイバケーブルの耐燃性を向上できる。難燃剤には金属酸化物が好ましく、より好ましくは金属水酸化物である。具体的には水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウムなどがある。
【００６６】
なお、難燃剤については臭素を始めとするハロゲン含有の樹脂や添加剤やリン含有のものがあるが、毒性ガス低減のための安全性の観点では難燃剤として金属酸化物を加えることが主流となりつつある。金属水酸化物は結晶水として水分を含有しており、またその製法過程での付着水が完全に除去できないため、金属水酸化物による難燃性被覆は１次被覆層よりも２次被覆層で行うことが好ましい。
【００６７】
また、１次被覆層及び２次被覆層には、複数の機能を付与させるため、様々な機能を有する材料を含めたものを用いても良い。例えば、難燃化以外に、光ファイバ素線の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、また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、剛性を挙げ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、得られる光ファイバ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。
【００６８】
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。また、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。なお、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ものを組み込むことができる。
【００６９】
また、光ファイバケーブルの形状は、前述の素線を同心円上にまとめた集合ケーブルや、一列に並べたテープ芯線と言われる態様など用途に応じてその形態を選ぶことができる。また、本発明によって得られる光ファイバケーブルは、用途によって、突き合せによる接合でも用いることができるが、端部に接続用光コネクタを用いて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。
【００７０】
以上説明したように、本発明に係る多芯光ファイバケーブル４０は、１次被覆層２０の厚さＴ１が５００μｍ未満の単芯光ファイバケーブルを用いることができるので、多芯光ファイバケーブル断面における光ファイバ素線の比率が高くすることができる。なお、１次被覆層の厚さＴ１の下限値は、特に限定されないが、被覆を容易に行うために１μｍ以上であることを好ましい。
【００７１】
図５に他の実施形態の多芯プラスチック光ファイバケーブル５０を示し説明する。図５では、単芯光ファイバケーブル５１〜５７の外周面同士が、直接接触しないように、充填剤５８を介して配置している。そして、２次被覆層５９が、単芯光ファイバケーブル５１〜５７と充填剤５８とを被覆している。このとき、単芯光ファイバケーブルの１次被覆層の厚さＴ１は、単芯光ファイバーケーブルの外周面同士が直接接触することに起因する、機械的，光学的特性の劣化を抑制するために形成されていれば良いので、１μｍ以上５００μｍ未満であれば良い。
本発明に係る単芯光ファイバケーブルを形成する光ファイバ素線は、耐湿性に優れており、１次被覆層を薄くしても、多芯光ファイバケーブルの耐湿性は、良好となる。また、多芯光ファイバケーブルには、充填剤及び２次被覆層が備えられているので、それらに耐湿性に優れた物質を用いることで耐湿性の向上を図ることもできる。
【００７２】
なお、図４及び図５に示す本発明に係る多芯光ファイバケーブル４０，５０では、複数本の単芯光ファイバケーブルを束ね、空隙には、充填剤４１，５８を充填している。しかしながら、本発明に係る単芯光ファイバ素線は、耐湿性に優れている。また、単芯光ファイバケーブルは、１次被覆層により外周面が覆われているため、隣接する単芯光ファイバケーブル同士が接触することによる外周面の損傷などを防止できる。このため、本発明に係る多芯光ファイバケーブルでは、充填剤の充填を省略することもでき、その場合には、多芯光ファイバケーブル内で、単芯光ファイバケーブルの位置の自由度が高まり、曲げ損失が減少し可撓性に優れた光ファイバケーブルを得ることができる。また、複数本の単芯光ファイバケーブルを充填剤で束ねた海島構造の多芯プラスチック光ファイバを製造する場合には、２次被覆層の形成を省略することもできる。
【００７３】
さらに、本発明に係る他の実施形態の多芯光ファイバケーブル７０，８０を図６及び図７に図示して説明する。図６では、２本の単芯光ファイバケーブルを束ねて作製した２芯プラスチック光ファイバケーブル７０である。単芯光ファイバケーブル７１は、コア部７２ａとクラッド部７２ｂとからなる光ファイバ素線７２と、ファイバ素線７２を被覆する１次被覆層７３とから作製されている。なお、単芯光ファイバケーブル７４も同様に作製されている。このように本発明に係る多芯光ファイバケーブル及びその製造方法は、２本の単芯光ファイバケーブルにも適用可能である。なお、この場合にも単芯光ファイバケーブル７１，７４の空隙７０ａには、前述した充填剤が充填されていても良いし、省略することもできる。
【００７４】
図７の多芯光ファイバケーブル８０は、多数の単芯光ファイバケーブル８１が束ねられている。なお、単芯光ファイバケーブル８１は、光ファイバ素線８１ａ（図示しないコア部とクラッド部とから構成されている）と１次被覆層８１ｂとから形成されている。これら束ねられた多数の単芯光ファイバケーブル８１を被覆する被覆層８２を形成することにより、本発明に係る多芯光ファイバケーブルを得ることができる。なお、単芯光ファイバケーブル８１と２次被覆層８２との空隙や、隣接する単芯光ファイバケーブル間の空隙には、充填剤８３を充填しても良いし、充填しなくても良い。
【００７５】
本発明において、単芯光ファイバケーブルは、その形態例えば、光ファイバ素線の種類，コア部とクラッド部とのサイズ，１次被覆層の厚さ，形成材料などは、特に限定されるものではない。また、充填剤の有無及び充填方法並びに２次被覆層の形態及び被覆方法も前述したものに限定されない。
【００７６】
本発明の光学部材としての光ファイバ、および光ファイバケーブルを用いて光信号を伝送するシステムには、種々の発光素子、受光素子、他の光ファイバ、光バス、光スターカプラ、光信号処理装置、接続用光コネクター等で構成される。
それらに関する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際（エヌ・ティー・エス社発行），日経エレクトロニクス２００１．１２．３号１１０頁〜１２７頁「プリント配線基板に光部品が載る，今度こそ」，ＩＥＩＣＥＴＲＡＮＳ．ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，ＶＯＬ．Ｅ８４−Ｃ，Ｎｏ．３，ＭＡＲＣＨ２００１，ｐ．３３９−３４４「Ｈｉｇｈ−ＵｎｉｆｏｒｍｉｔｙＳｔａｒＣｏｕｐｌｅｒＵｓｉｎｇＤｉｆｆｕｓｅｄＬｉｇｈｔＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」，エレクトロニクス実装学会誌Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．６，２０００４７６頁〜４８０頁「光シートバス技術によるインタコネクション」等の他、特開平１０−１２３３５０号、特開２００２−９０５７１号、特開２００１−２９００５５号等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号等の各公報に記載の光分岐結合装置；特開２０００−２４１６５５号等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号等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号等の公報に記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号等の公報に記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号等の公報に記載の光伝送システム；特開２００１−３３９５５４号、特開２００１−３３９５５５号等の各公報に記載のマルチファンクションシステム；等を参考にすることができる。
【００７７】
【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。なお、説明は実施例１で詳細に行い、実施例２ないし実施例４並びに比較例１ないし比較例３で実施例１と同じ条件の箇所の記載は省略した。また、実施例１，２及び比較例１，２の各実験における実験結果は後に表１にまとめて示す。
【００７８】
［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（イソボルニルメタクリレート（ＩＢＸＭＡ）およびメタクリル酸−メチル（ＭＭＡ）（両者とも水分を１０００ｐｐｍ以下に除去したもの））の混合溶液（質量比：ＩＢＸＭＡ／ＭＭＡ＝１／４）を所定量注入した。重合開始剤としてジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）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ｎ−ラウリルメルカプタンをモノマー混合溶液に対して０．６２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６０℃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６５℃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。
【００７９】
次に、コア部の原料である２種類のモノマー（イソボルニルメタクリレート（ＩＢＸＭＡ）およびメタクリル酸−メチル（両者とも水分を１０００ｐｐｍ以下に除去したもの））の混合溶液（質量比：ＩＢＸＭＡ／ＭＭＡ＝１／４）と、屈折率調整成分としてジブチルフタレートをモノマー混合溶液に対して１０質量％混合した溶液とを、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、該円筒管の中空部に濾液を直接注入した。重合開始剤としてジ−ｔ−ブチルパーオキシド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質量％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、０．１Ｍｐａまで加圧し、９０℃で、４８時間加熱重合した。その後、０．４Ｍｐａまで加圧し、１２０℃で、２４時間加熱重合および熱処理を行い、プリフォームを得た。該プリフォームの重量平均分子量は１０万６０００であり、分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）は、２．１であった。
【００８０】
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を行い、直径５００μｍのプラスチック光ファイバ素線を製造した。なお、コア部の直径（５点を測定したその平均値）ＤＡを測定したところ４９７μｍであった。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の光ファイバを得ることができた。得られた光ファイバ素線の伝送損失値を測定したところ、波長６５０ｎｍで１６０ｄＢ／ｋｍ、波長８５０ｎｍで１２５０ｄＢ／ｋｍであった。
【００８１】
得られた光ファイバ素線を直径１０ｍｍの円柱に、線同士が接触するように５回巻き付けた。その状態で波長６５０ｎｍでの伝送損失の上昇値を測定したところ、０ｄＢ／ｋｍであった。
【００８２】
この光ファイバ素線にポリエチレンを溶融温度１３０℃で肉厚（厚さ）Ｔ１が４５０μｍの１次被覆層２０を形成し（図２参照）、単芯光ファイバケーブル１５を得た。１次被覆層形成直後に、単芯光ファイバケーブルの伝送損失の上昇値を測定したところ、波長６５０ｎｍで３ｄＢ／ｋｍ、波長８５０ｎｍで２０ｄＢ／ｋｍであり、被覆層の形成による伝送損失の悪化は、ほとんど生じなかった。
また、得られた単芯光ファイバケーブルを光ファイバ素線と同じ条件で円柱に巻き付け、放置した後に波長６５０ｎｍでの伝送損失値を測定したところ、３ｄＢ／ｋｍであった。
【００８３】
単芯光ファイバケーブルの１次被覆層２０と同じ材料から、ＪＩＳＫ７１２５に準拠した測定法により動摩擦係数を調べた。測定の結果、動摩擦係数は、０．２であった。
【００８４】
さらに、この単芯光ファイバケーブルを温度が１００℃、湿度が７０％下で２０時間放置した後に単芯光ファイバケーブルの伝送損失を測定したところ、波長６５０ｎｍで０ｄＢ／ｋｍ、波長８５０ｎｍで３ｄＢ／ｋｍであり、吸水などによる光学特性の悪化は生じなかった。
【００８５】
［実施例２］
被覆層の厚さを１５０μｍとした以外は実施例１と同様な方法で単芯プラスチック光ファイバケーブルを作り、実施例２とした。
【００８６】
［比較例１及び比較例２］
さらに実施例１と同様な方法でＩＢＸＭＡを全量ＭＭＡに置き換えただけで、後は実施例１と同じものを比較例１とした。さらに実施例１と同様な方法で被覆層の厚さを７５０μｍとしたものを、比較例２とした。
【００８７】
【表１】

【００８８】
表１から脂環式炭化水素基を有するＩＢＸＭＡを導光路の重合性組成物にすることで、伝送損失の増加を抑制できる単芯光ファイバケーブルが得られることが分かる。また、１次被覆層Ｔ１の厚さを１５０μｍとした実施例２の実験では、ケーブルの曲げ損失をさらに抑制できたことが分かる。
【００８９】
［実施例３］
実施例３では図６に示した多芯（２芯）プラスチック光ファイバケーブル７０を製造した。実施例１と延伸時の張力を変える以外は同じ条件で、直径３００μｍの光ファイバ素線７２を得た。なお、このときのコア部７２ａの直径ＤＡは２９５μｍであった。１次被覆層厚さＴ１が４５０μｍとした以外は、実施例１と同じ実験条件で１次被覆層７３を形成して単芯光ファイバケーブル７１を得た。単芯光ファイバケーブル７１を適当な長さで切断し、２本の単芯光ファイバケーブル７１，７４とした。これらを１次被覆層と同じ組成の２次被覆層形成材料を用いて、厚さＴ２が４００μｍとなるように２次被覆層７５を形成した。実施例１と同じ項目について調査したところ、実施例１と同等の結果が得られ、１次被覆層を４５０μｍの厚さで形成した多芯（２芯）光ファイバケーブルの曲げ損失が生ずることが抑制できることが分かる。
【００９０】
［実施例４及び比較例３］
実施例４では直径３００μｍの素線と１次被覆厚み１５０μｍ、２次被覆厚み４００μｍの図４に示した直径３０ｍｍの多芯プラスチック光ファイバケーブル４０を製造した。一方、実施例４と同様に直径３００μｍの素線と１次被覆厚み７５０μｍ、２次被覆厚み７５０μｍとした直径７０ｍｍの多芯プラスチック光ファイバケーブルを比較例３として製造した。これらの多芯プラスチック光ファイバケーブルを実施例１で行った加熱加湿試験を行ったところ、両者で同等の結果が得られた。比較例３の実験で得られた多芯プラスチック光ファイバケーブルは曲げ損失が大きくなることが分かった。しかしながら、実施例４で作製した本発明に係る多芯プラスチック光ファイバケーブルでは、曲げ損失がほとんど生じないことが分かった。
【００９１】
【発明の効果】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルによれば、プラスチックからなるコア部とクラッド部とを含む光ファイバ素線と、前記ファイバ素線を被覆する被覆層とを有するプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記コア部が少なくとも前記一般式（１）で表わされる化合物を含有する重合性モノマーと光学部材用重合性組成物とから重合され、前記被覆層の厚さが５００μｍ未満としても、前記光ファイバ素線の耐湿性が優れているので、耐湿性も優れている。また、前記被覆層の厚さが５００μｍ未満であるため、可撓性に優れたプラスチック光ファイバケーブルが得られる。
【００９２】
本発明のプラスチック光ファイバケーブルは、プラスチックからなるコア部とクラッド部とを含む光ファイバ素線と、前記ファイバ素線を被覆する被覆層とを有するプラスチック光ファイバケーブルにおいて、前記コア部が少なくとも前記一般式（１）で表わされる化合物を含有する重合性モノマーと光学部材用重合性組成物とから重合され、前記被覆層の厚さが５００μｍ未満の本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルを複数本束ねて形成するから、曲げ損失の低減ができ、可撓性に優れている。また、前記被覆層が５００μｍ未満であるので、前記ケーブルの断面における光ファイバ素線の比率が高まり省スペース化による配線が効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの製造方法を説明するための概略図である。
【図２】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの断面図である。
【図３】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの製造方法を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの断面図である。
【図５】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図である。
【図６】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図である。
【図７】本発明に係るプラスチック光ファイバケーブルの他の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１５プラスチック光ファイバケーブル
２０１次被覆層
３０多芯ケーブル被覆機
４０，５０，７０，８０プラスチック光ファイバケーブル
ＤＡコア部直径
Ｔ１１次被覆層厚さ

Claims

プラスチックからなるコア部とクラッド部とを含む光ファイバ素線と、前記ファイバ素線を被覆する被覆層とを有するプラスチック光ファイバケーブルにおいて、
前記コア部が少なくとも下記一般式（１）で表わされる化合物を含有する重合性モノマーと光学部材用重合性組成物とから重合され、
前記被覆層の厚さが５００μｍ未満であることを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。

（式中、Ｘ^１は水素原子（Ｈ）、または重水素原子（Ｄ）を表わし、２つのＸ^１は同一でも異なっていてもよい。Ｙ^１は、Ｈ，Ｄ，ＣＨ_３基，ＣＤ_３基，ハロゲン原子またはＣＦ_３基を表わす。また、Ｒ^１は、炭素数７〜２０個の脂環式炭化水素基を表わす。）
前記コア部の中心部から外周方向に向けて屈折率が減少するように屈折率分布を有す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ケーブル。
前記被覆層を形成する素材の動摩擦係数が０．４５以下であることを特徴とする請求項１または２記載のプラスチック光ファイバケーブル。
前記コア部の直径が６００μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバケーブル。
請求項１ないし４いずれか１つ記載のプラスチック光ファイバケーブルを複数本束ねて形成されたことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブル。
プラスチックからなるクラッド部とコア部とが少なくとも下記一般式（１）で表わされる化合物を含有する重合性モノマーを重合して形成される光ファイバ素線を、被覆層で被覆してなるプラスチック光ファイバケーブルの製造方法において、
前記被覆層の厚さが５００μｍ未満となるように被覆することを特徴とするプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。

（式中、Ｘ^１は水素原子（Ｈ）、または重水素原子（Ｄ）を表わし、２つのＸ^１は同一でも異なっていてもよい。Ｙ^１は、Ｈ，Ｄ，ＣＨ_３基，ＣＤ_３基，ハロゲン原子またはＣＦ_３基を表わす。また、Ｒ^１は、炭素数７〜２０個の脂環式炭化水素基を表わす。）
前記コア部の直径を６００μｍ以下として形成する工程を含むことを特徴とする請求項６記載のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。
請求項６または７記載のプラスチック光ファイバケーブルの製造方法に、
前記プラスチック光ファイバケーブルを複数本束ね、プラスチック光ファイバケーブルを製造する工程をさらに含むことを特徴とするプラスチック光ファイバケーブルの製造方法。