JP2005181447A

JP2005181447A - 光伝送体の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP2005181447A
Application number: JP2003418493A
Authority: JP
Inventors: Toru Ogura; 徹小倉; Takahito Miyoshi; 孝仁三好
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】プラスチック光ファイバー素線に厚みが均一な保護層を形成する。
【解決手段】ガラス転移温度が約１１０℃ポリマーから素線１０を製造する。素線１０を固定プレートで搬送路の位置決めを行う。素線１０は、回転体１２の貫通孔１２ａを通過させる。回転体１２を回転させて素線１０の搬送路を連続的に変化させる。樹脂ポット１３内の樹脂１４を塗布して塗布素線１８とする。塗布素線１８を８０℃の温水３１中に搬送する。樹脂１４が硬化して保護層が形成されて光ファイバー３５が得られる。塗布する際に、素線１０の搬送路を変化させることで保護層の厚みが均一になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光伝送体の製造方法及び製造装置に関し、より詳しくは光伝送体がプラスチック光ファイバーである光伝送体の製造方法及び製造装置に関するものである。

プラスチック光ファイバーは、石英系光ファイバーと較べると、光の伝送損失が大きく長距離の光伝送には向いていないが、大口径化による接続容易性、端末加工容易性、高精度調芯機構が不要になるメリット、コネクター部分の低コスト化、人体への突き刺し災害による危険性の低さ、高い柔軟性による易加工性、易敷設性、耐振動性、低価格などのメリットから、家庭や、車載用途に注目されるだけでなく、高速データ処理装置の内部配線やＤＶＩ(Digital Video Interface) リンクなどの極短距離、大容量ケーブルとしても利用が検討されている。

プラスチック光ファイバーは、一般に重合体をマトリックスとする有機化合物からなる芯材（以下、コア部と称する）とコア部と屈折率の異なる外殻（以下、クラッド部と称する）とから構成される。これら部材の製法はプレポリマーを引き出し、もしくは押し出ししてコア部またはクラッド部を同時に繊維状に形成する方法や、光ファイバー母材（以下、プリフォームと称する）を製作してからこのプリフォームを溶融延伸する方法などがある。

プリフォームを用いる方法では１８０℃から２６０℃程度の雰囲気中で溶融延伸することによって、所定の外径のプラスチック光ファイバーを作製する。溶融延伸工程では、通常、プリフォームを電気ヒータ等によって内部が加熱された円筒形状の加熱炉内で加熱しながら、下端を引っ張って延伸する。例えば、プリフォームの上部を懸架し、ゆっくりと加熱炉中に降ろし、プリフォームを加熱炉中で溶融させる。糸引きできる柔らかさになるまで加熱し、プリフォームの先端が溶融して自重で落下した後に、糸引きした部分を加熱炉から下方に引き出して引取ローラにかけることによって、連続的に延伸する（例えば、特許文献１参照。）。

このようにして製造した光ファイバーはいわゆる「素線」と呼ばれるものであって、そのままで使用することは少なく、多くの用途において素線の周囲に保護用のコーティングを施し保護層を形成して用いられたり、あるいは所定の内径を持つチューブ内に挿入して用いられている。このように素線を保護することによって、光ファイバーをハンドリング中や劣悪な環境下での使用の際に傷や損傷、マイクロベンディングなどの構造不整、さらには光学特性の劣化から守ることができる。光ファイバーを保護する材料としてはポリ塩化ビニル，ナイロン，ポリプロピレン，ポリエステル，ポリエチレン，エチレン酢酸ビニル共重合体，ＥＥＡ（エチレン−アクリル酸エチル共重合体）などの熱可塑性樹脂及び前述以外の熱可塑性樹脂が使用できる（例えば、特許文献１参照。）。

光ファイバーに保護層を付与しようとすると、溶融状態または液状の樹脂が入れられている樹脂浴（樹脂ポット）内にニップルを通して光ファイバーを通過させ、その後に、樹脂浴から取り出された光ファイバーの表面に塗布された樹脂を固化させる工程が用いられている。前記方法は、樹脂粘度，光ファイバー素線外径，ニップル内径，引取り速度（搬送速度）などの条件を決めてしまえば、特殊な制御などを必要とせず、比較的安定に保護層を形成することができる。そこで、石英系光ファイバーへの紫外線硬化樹脂の塗布などで行われている。石英系光ファイバーへの紫外線硬化樹脂の塗布では、石英系光ファイバー母材を熱溶融して線引きするための線引き装置に、紫外線硬化樹脂の塗布装置も取りつけて、プリフォームを線引きして素線を作製した後にオンラインで保護層を付すことが多い。石英系光ファイバーの線引き速度は１０００ｍ／ｍｉｎから２０００ｍ／ｍｉｎ程度と高速なため、樹脂粘度が高いと樹脂切れ、樹脂抵抗による素線張力上昇などの問題が発生し、保護層の外径変動を引き起こしてしまうため、樹脂の粘度は充分下げられている。

特開平１１−３３７７８１号公報（第６頁，第２図）

一方、プラスチック光ファイバー（以下、ＰＯＦとも称する）の製造では、線引き速度が１００ｍ／ｍｉｎ以下と、低い速度で延伸を行うことが一般的である。そこで、線引き速度の観点では、保護層の安定形成は一見、容易に思われる。しかし実際は、ＰＯＦは、熱に弱く延伸時の張力も小さくなければならない。また、化学的にも分解しやすいため、保護層を形成する材料の選択には、ＰＯＦの性能を損なわない配慮が必要になってくる。例えば石英系光ファイバーに用いられる紫外線硬化樹脂は、硬化時の自己発熱によって１００℃以上になるため、ＰＯＦに使うと、硬化時にファイバー本体が柔らかくなって伸びてしまうなどの弊害が発生する。ＰＯＦのうち、ＰＯＦ中心部分から外周に向かって屈折率分布を持たせた、屈折率分布型プラスチック光ファイバー（ＧＩ−ＰＯＦ）では、光ファイバーのガラス転移温度（Ｔｇ）が下がっているものもあり、更に熱による性能劣化が懸念される。一般的にＰＯＦは石英系光ファイバーより引っ張りに弱く、特に線引き時には、低張力で延伸しないと、線径変動や、ＰＯＦ内部の屈折率に差を持たせている、いわゆる界面の部分で変形が起こり、構造不整、マイクロベンディングなどのトラブルを引き起こす。また、プラスチックを溶解したり内部に浸透するような材料を使用するのは、注意が必要である。

この様にＰＯＦ用の保護層形成材料には、石英系光ファイバーへ塗布する材料と違った配慮が必要になる。更にＰＯＦの場合は２０μｍ以上、場合によっては１００μｍ以上、さらには５００μｍ以上の厚みの保護層形成が求められる場合もあり、保護層形成材料は高粘度のものが用いられることが多い。

このような条件下でのＰＯＦ保護層の形成は、樹脂ポット内部で、樹脂が素線に引きずられるため、線引き速度が低い場合でも、樹脂表面の凹みが顕著になり、素線表面への樹脂供給が阻害されて、保護層が均一に形成されない問題が発生しやすい。線引き速度が２０ｍ／ｍｉｎから１００ｍ／ｍｉｎであっても、保護層形成がうまく行かないために、さらに線引き速度を遅くしたり、保護層形成装置を別に設けてオフライン処理をしたりするなど、製造上、生産性の低下、装置の多様化、コストアップを招いている。

本発明の目的は、光伝送体の素線を被覆する際に、素線に熱による劣化や、機械的なダメージを与えることなく、保護層の被覆外径の変動を小さく保つと共に素線の搬送速度を上げることができる光伝送体の製造方法及び製造装置を提供することである。

本発明者が、鋭意検討を行った結果、光伝送体素線を液状樹脂浴の中を通して被覆した後に、素線の素材のガラス転移温度（Ｔｇ）以下５０℃以上の範囲で樹脂を硬化させると、実用に耐える保護層を設けることができることを見出した。なお、素材の種類によっては、ガラス転移温度（Ｔｇ）以下（ガラス転移温度（Ｔｇ）−５０℃）以上の範囲が好ましい場合もあることも見出した。さらに、光伝送体素線を樹脂浴に通す前に、通路（以下、搬送路とも称する）を適宜変化させることで厚みが略均一な保護層を形成できることを見出した。なお、本発明において光伝送体素線には、必ずしも全く被覆のなされていない素線だけでなく、既に１層以上の保護層が被覆されているものも含むものとする。

本発明の光伝送体の製造方法は、光導波路となる素線を保護層形成用材料中に通過させることで前記保護層形成用材料の塗布を行い保護層を形成する光伝送体の製造方法において、前記保護層形成用材料中での前記素線の通路を変化させながら前記塗布を行う。前記光導波路がポリマーから構成されていることが好ましい。前記素線が、光導波の方向と直交する面にガラス転移温度が分布を有していることが好ましい。前記保護層形成用材料を５０℃以上、前記光導波路中の最も低いガラス転移温度を示す部位のガラス転移温度以下の範囲で硬化させて前記保護層を形成することが好ましい。あるいは、前記保護層形成用材料を（Ｔｇ−５０）℃以上Ｔｇ（℃）以下の範囲で硬化させて前記保護層を形成することが好ましい。前記素線の搬送速度を２ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉｎ以下の範囲とすることが好ましく、５ｍ／ｍｉｎ以上５０ｍ／ｍｉｎ以下の範囲であることがより好ましく、最も好ましくは１０ｍ／ｍｉｎ以上３０ｍ／ｍｉｎ以下の範囲である。

前記保護層形成用材料を塗布した後に１０分以内加熱することが好ましく、より好ましくは１秒以上１０分以内加熱することである。前記保護層厚さを２０μｍ以上３ｍｍ以下の範囲に形成することが好ましい。前記素線を形成するポリマーが、（メタ）アクリル酸及び／またはそれらのエステルの単量体を重合させた重合体を主成分とすることが好ましい。本発明は前記保護層形成用材料が高粘性液体である場合でも良好な被覆層が得られるため、好ましく用いることができる。前記保護層形成用材料がエラストマーであることが好ましい。前記保護層形成用材料の粘度（絶対粘度）は、２５℃において１０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。本発明における高粘性とは１０Ｐａ・ｓ以上を意味する。なお、本発明において、粘度は、回転ロータを用いたＢ型粘度計により測定される値を用いる。前記光伝送体が、光ファイバーであることが好ましい。前記光ファイバーのコア部が屈折率分布を有するように構成されているものがより好ましい。

本発明の光伝送体の製造装置は、光導波路となる素線の表面に保護層を形成する光伝送体の製造装置において、前記素線に保護層形成用材料を塗布する塗布手段と、前記塗布手段の上流側に配置され、前記塗布手段に搬送される前記素線の搬送路を変化させる搬送路変化手段とを有する。前記搬送路変化手段は、前記搬送路のうち前記塗布手段への進入方向と前記搬送路変化手段の回転軸とのなす角が、０．５°以上２５°以下に配置されていることが好ましい。前記素線の中で最も低いガラス転移温度を示す部位のガラス転移温度以下５０℃以上の範囲で温度調整可能な加熱手段が、前記塗布手段の下流に配置されていることが好ましい。前記塗布手段の下流側に、前記保護層の厚さを調整する線径調整部材を有することが好ましい。前記保護層形成用材料を溜める容器を備え、前記容器と前記塗布手段との間に前記素線の搬送路を固定化する手段が配置されていることが好ましい。

本発明の光伝送体の製造装置は、溶融した保護層形成用材料が入れられている樹脂ポットを有し、光導波路となる素線を前記樹脂ポットに通し前記保護層形成用材料を塗布し、前記素線表面に前記保護層形成用材料から保護層を形成する光伝送体の製造装置において、前記樹脂ポットの上方に配置され、前記樹脂ポット内の前記素線の通路を変化させる通路変化手段を有する。前記通路変化手段は、前記素線の通路が形成されたガイド部材と、前記素線通路と交差する方向で前記ガイド部材を変位させる変位手段とを有することが好ましい。前記通路変化手段は、前記素線の通路が形成された回転体であって、前記素線通路が前記回転体の回転軸に対して偏心した位置に形成されていることが好ましい。

前記素線を構成するポリマーの中で最も低いガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下５０℃以上の範囲で温度調整可能な加熱手段が、前記樹脂ポットの下方に配置されていることが好ましい。なお、前記加熱手段は、Ｔｇ（℃）以下（Ｔｇ−５０）℃以上の範囲で温度調整可能なものを用いることもできる。前記樹脂ポットの下方に、前記保護層の厚さを調整するダイスを有することが好ましい。前記通路変化手段の上方に配置され、前記素線の通路を固定する第１の通路固定手段と、前記樹脂ポットの下方に配置され、前記保護層形成用材料が塗布された素線の通路を固定する第２の通路固定手段とを有することが好ましい。

本発明の光伝送体の製造方法によれば、光導波路となる素線を保護層形成用材料中に通過させることで前記保護層形成用材料の塗布を行い保護層を形成する光伝送体の製造方法において、前記保護層形成用材料中での前記素線の通路を変化させながら前記塗布を行うから、搬送速度を高速にしても、液切れを生じさせず被覆でき、さらに保護層の厚みの変動を抑制できる。また、保護層形成用材料に高粘度の熱可塑性樹脂，エラストマーを用いた際に、前記各効果がより生じる。

本発明の光伝送体の製造方法によれば、光導波路となる素線を保護層形成用材料中に通過させることで前記保護層形成用材料の塗布を行い保護層を形成する光伝送体の製造方法において、前記保護層形成用材料中での前記素線の通路を変化させながら前記塗布を行い、前記保護層形成用材料を５０℃以上、前記光導波路中の最も低いガラス転移温度を示す部位のガラス転移温度以下の範囲で硬化させて前記保護層を形成するから、素線の搬送速度を上昇させることが可能となると共に、保護層の厚みの変動が抑制され伝送損失の悪化も抑制される光伝送体を得ることができる。特に、素線へ直接保護層を設ける一次被覆において、素線を被覆する際に与えられる熱ダメージを低減でき、その特性劣化を抑制する効果が高い。また、前記光伝送体がプラスチック光ファイバーであるときに、本発明を適用することで、光学特性に優れたプラスチック光ファイバーを得ることが可能となる。

本発明の光伝送体の製造装置は、光導波路となる素線の表面に保護層を形成する光伝送体の製造装置において、前記素線に保護層形成用材料を塗布する塗布手段と、前記塗布手段の上流側に配置され、前記塗布手段に搬送される前記素線の搬送路を変化させる搬送路変化手段とを有するから、搬送速度を高速にしても、保護層形成用材料の液切れを生じさせず厚みが略均一の保護層を形成できる。

本発明の光伝送体の製造装置は、溶融した保護層形成用材料が入れられている樹脂ポットを有し、光導波路となる素線を前記樹脂ポットへ通し前記保護層形成用材料から保護層を形成する光伝送体の製造装置において、前記樹脂ポットの上方に配置され、前記樹脂ポット内の前記素線の通路を変化させる通路変化手段と、前記通路変化手段の上方に配置され、前記素線の通路を固定する第１の通路固定手段と、前記樹脂ポットの下方に配置され、前記保護層形成用材料が塗布された素線の通路を固定する第２の通路固定手段とを有するから、前記素線に前記保護層形成用材料を塗布する際に、好適な張力が前記素線に付与されているため、厚みが略均一に保護層形成用材料を塗布することができる。これにより、形成される保護層の厚みの変動幅を極めて小さくできる。

本発明に好ましく用いられる原料ポリマー，開始剤，連鎖移動剤や屈折率調整剤（以下、ドーパントと称する）を例示する。次に、本発明の一実施態様として、高い伝送特性が得られるクラッド部からコア部へ連続的に屈折率の変化する屈折率分布型（グレーデッドインデックス型，ＧＩ型）プラスチック光ファイバーのプリフォームの製造方法について説明する。そして、プリフォームを溶融延伸してプラスチック光ファイバー素線（以下、素線と称する）を製造する方法を説明する。最後に本発明に係る素線に保護層を設ける光伝送体の製造方法及び製造装置についてプラスチック光ファイバーを例に示して説明する。以下、実施の形態を例示するが、この例示はあくまでも本発明を詳細に説明するためのものであり、本発明を何ら制限するものではない。

光伝送体、特にプラスチック光ファイバーを作るための材料は、光伝送の機能を損なわない限りにおいて特に限定されるものではない。特に好ましく用いられるものとしては、有機材料として光透過性が高い原料として一般的に知られている、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）、ポリカーボーネート類等を例示することができ、これらのホモポリマー、あるいはこれらモノマーの２種以上からなる共重合体、およびホモポリマー及び／または共重合体の混合物が挙げられる。これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類を組成として含むものをより好ましく用いることができる。

以上に挙げた重合性モノマーとして具体的に、（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（ＭＭＡ）、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ［５・２・１・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等が挙げられる。また、（ｂ）含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、2,2,2 −トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3 −テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,3 −ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1 −トリフルオロメチル−2,2,2 −トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5 −オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4 −ヘキサフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。さらに、（ｃ）スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。さらには、（ｄ）ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテート等が挙げられる。勿論、これらに限定されるものではなく、モノマーの単独あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率がクラッド部のそれに比べて同等かあるいはそれ以上になるように構成モノマーの種類，組成比を組み、コア部を形成する。特に好ましいポリマーとしては、透明樹脂であるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）が挙げられる。

さらに、光学部材を近赤外線用途に用いる場合は、構成するＣ−Ｈ結合に起因した吸収損失が起こるために、特許３３３２９２２号公報などに記載されているような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（ＨＦＩＰ２−ＦＡ）などを始めとする、Ｃ−Ｈ結合の水素原子（Ｈ）を重水素原子（Ｄ）やフッ素（Ｆ）などで置換した重合体を用いることで、この伝送損失を生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。なお、原料モノマーは重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に低減することが望ましい。

モノマーを重合させてポリマーを製造する場合においては、重合開始剤によって重合を行うことがある。この場合、モノマーの重合反応を開始させる開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものとして、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート（ＰＢＯ）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシド（ＰＢＤ）、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート（ＰＢＩ）、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バラレート（ＰＨＶ）などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルプロパン）、２，２’−アゾビス（２−メチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３−ジメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２−メチルヘキサン）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルペンタン）、２，２’−アゾビス（２，３，３−トリメチルブタン）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−メチルヘキサン）、３，３’−アゾビス（３，４−ジメチルペンタン）、３，３’−アゾビス（３−エチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジエチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は勿論これらに限定されるものではなく、２種類以上を併用してもよい。

機械特性や熱物性などの各種物性値を全体にわたって均一に保つために重合度の調整を行うことが好ましい。重合度の調整のためには連鎖移動剤を使う事ができる。連鎖移動剤については、併用する重合性モノマーの種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択できる。各モノマーに対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第３版（Ｊ．ＢＲＡＮＤＲＵＰおよびＥ．Ｈ．ＩＭＭＥＲＧＵＴ編、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。

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（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、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は２種類以上を併用してもよい。

プラスチック光ファイバーの中心部であるコア部が、コア部の中心から外周方向に向かって屈折率分布を有するＧＩ布型プラスチック光ファイバーの場合には、伝送性能が向上するため、より広帯域の光通信を行うことができ、高性能通信用途に好ましく用いることができる。屈折率分布を付与する方法としては、コア部を形成する重合体に複数の屈折率を有する重合体の組合せやそれらを組合わせた共重合体を用いるか、または、ポリマーマトリクスに屈折率分布を付与するための添加剤であるドーパントを添加する必要がある。

ドーパントは、併用する前記重合性モノマーの屈折率と異なる化合物である。その屈折率差は０．００５以上であるのが好ましい。ドーパントは、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。これらは、特許３３３２９２２号公報や特開平５−１７３０２６号公報に記載されているような、モノマーの合成によって生成される重合体との比較において溶解性パラメータとの差が７（ｃａｌ／ｃｍ³ ）^1/2以内であると共に、屈折率の差が０．００１以上であり、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して屈折率が変化する性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件（加熱および加圧等の重合条件）下において安定であるものを、いずれも用いることができる。

また、ドーパントは重合性化合物であってもよく、重合性化合物のドーパントを用いた場合は、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。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、ドーパントとして用いることができる。本実施の形態では、コア部形成用重合性組成物にドーパントを含有させ、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、ドーパントの濃度に傾斜を持たせ、コア部にドーパントの濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成する方法を例示する。このように、屈折率の分布を有するコア部を「屈折率分布型コア部」と称する。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伝送体となる。なお、それ以外にもプリフォーム形成後にドーパントを拡散させる方法も知られている。

前記ドーパントとしては、例えば、安息香酸ベンジル（ＢＥＮ）、硫化ジフェニル（ＤＰＳ）、リン酸トリフェニル（ＴＰＰ）、フタル酸ベンジル−ｎ−ブチル（ＢＢＰ）、フタル酸ジフェニル（ＤＰＰ）、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）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。また、ドーパントは、例えばトリブロモフェニルメタクリレートのように重合性化合物でもよく、その場合、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性ドーパントとを共重合させるので、種々の特性（特に光学特性）の制御がより困難となるが、耐熱性の面では有利となる可能性がある。ドーパントのコア部における濃度および分布を調整することによって、プラスチック光ファイバー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コア部原料などに応じて適宜選ばれる。なお、屈折率分布を付与した場合、重合性のないドーパントであればドーパントが可塑剤として作用する場合があり、添加量に応じてポリマーのガラス転移温度が下がることがある。重合性を有するドーパントであれば、その共重合体固有のガラス転移温度を示すため、屈折率分布を有したコア部は通常はガラス転移温度に分布を持つ。

（その他の添加剤）
その他、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部には、光伝送性能を低下させない範囲で、その他の添加剤を添加することができる。例えば、コア部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。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。該化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部にファイバー増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、前記原料モノマーに添加した後、重合することによって、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部に含有させることができる。

以上の原料を用いてプラスチック光ファイバーの素線を製造する。製造方法に関しては、特に制限はなく、既知の方法を等しく適用することができる。例えば、溶融押出しや溶融紡糸によって直接光ファイバーを作成する方法がある。プリフォームをいったん経由して作製する方法が挙げられる。また、一括成形法としては、コア部の作製後にクラッド部への積層付与による方法や、クラッド部となる中空管を作製した後にその内部にコア部を作成する方法等が挙げられる。

ＧＩ型のプラスチック光ファイバープリフォーム（ＧＩ型プリフォーム）の製造方法は、国際公開第９３／０８４８８号パンフレット，特許３３３２９２２号公報に記載されているように、クラッド部となる樹脂の中空管を作成し、その管内にコア部を形成する方法を例示することができる。またその他には、重合後の屈折率が異なる重合性組成物を逐次添加するコア部の形成方法も知られている。なお、本発明に用いられるＧＩ型プリフォームの製造方法は、前述の如く界面ゲル重合法に限定されるものではない。また、樹脂組成物は前述のように、単一の屈折率を持つ樹脂組成物にドーパントを添加するものや、屈折率の異なる樹脂を混合するもの、共重合などが用いられる。また、プラスチック光ファイバーは、ＧＩ型の他に、シングルモード型，ステップインデックス型など様々な屈折率プロファイルを持つものが知られており、本発明はこれらいずれのプラスチック光ファイバーの製造方法にも適用することもできる。

素線をプリフォームを経由して作成する場合は加熱延伸して作製する。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。プラスチック光ファイバーの場合、一般的には、１２０℃〜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ー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０．１Ｎ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１Ｎ以下としたり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プラスチック光ファイバーについては、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光ファイバーの曲げや側圧特性を改善することができる。

［保護層形成用材料］
本発明に用いられる保護層形成用の材料には、素線に熱的ダメージ（例えば、変形，変性，熱分解など）を与えないものを選択する。そこで、素線を形成するポリマーは、５０℃以上ガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下で硬化可能なものを用いることが好ましい。または、ガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下（Ｔｇ−５０）℃以上で硬化可能なポリマーを用いる。硬化可能温度を５０℃以上とするのは、これより一般的に低い温度で硬化する素材は、ポットライフが短く、さらに延伸直後に連続して保護層の被覆工程を設けた場合には光ファイバーによって持ち込まれる予熱で硬化が始まるため、材料の管理や被覆条件の設定が非常に困難になるためである。

生産コストの低減のために、成形時間（材料が硬化する時間）が１秒以上で１０分以下、好ましくは１秒以上５分以下であるものを用いることがより好ましい。硬化時間の長いものは、素線を加温状態に曝すことになり好ましくなく、さらに保護層素材は長時間流動性を保持しているため厚みの制御などの観点から、硬化時間の短いものが好ましい。逆に長すぎると厚い保護層を設ける場合などに保護層内に硬化ムラを起こすおそれがあるために好ましくない。

素線が複数のポリマーから形成される場合には、それら各ポリマーのガラス転移温度のなかで、最も低い温度のガラス転移温度をＴｇ（℃）とみなす。また、素線を構成するポリマーがガラス転移温度を有しないものである場合には、相転移温度（例えば、融点など）の最も低いものを本発明のＴｇ（℃）とみなす。この素材の硬化温度をＴｇ（℃）以下５０℃以上のものを選択することにより保護層硬化時の熱ダメージを回避し、熱ダメージによる素線の変形，各種物性値の劣化，さらには、屈折率分布型コア部を有する場合には屈折率プロファイルの変形を抑止することができ、この被覆工程によって生じる性能低下を抑制できるため、高性能を維持した光伝送体を提供することが可能となる。

保護層形成用材料としては、具体的に以下の材料を挙げることができる。これらは高い弾性を有しているため、曲げなどの機械的な特性付与の観点でも効果がある。まず、ポリマーの一形態であるゴムを用いることもできる。具体的には、イソプレン系ゴム（例えば、天然ゴム，イソプレンゴムなど），ブタジエン系ゴム（例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム，ブタジエンゴムなど），ジエン系特殊ゴム（例えば，ニトリルゴム，クロロプレンゴムなど），オレフィン系ゴム（例えば、エチレン−プロピレンゴム，アクリルゴム，ブチルゴム，ハロゲン化ブチルゴムなど），エーテル系ゴム，ポリスルフィド系ゴム，ウレタン系ゴムなどが挙げられる。

また、保護層形成用材料としては、室温では流動性を示し加熱することによりその流動性が消失して硬化する液状ゴムを用いることができる。具体的には、ポリジエン系（例えば、基本構造がポリイソプレン，ポリブタジエン，ブタジエン−アクリロニトリル共重合体，ポリクロロプレンなど），ポリオレフィン系（例えば、基本構造がポリオレフィン，ポリイソブチレンなど），ポリエーテル系（例えば、基本構造がポリ（オキシプロピレン）など），ポリスルフィド系（例えば、基本構造がポリ（オキシアルキレンジスフィド）など），ポリシロキサン系（例えば、基本構造がポリ（ジメチルシロキサン）など）などを挙げることができる。

保護層の材料としてはさらには、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を用いることもできる。熱可塑性エラストマーは、室温ではゴム弾性を示し、高温では可塑化されて成形が容易である物質群である。具体的には、スチレン系ＴＰＥ，オレフィン系ＴＰＥ，塩化ビニル系ＴＰＥ，ウレタン系ＴＰＥ，エステル系ＴＰＥ，アミド系ＴＰＥなどが挙げられる。なお、前記列記したポリマーは、素線のポリマーのガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下で成形可能なものであれば、特に上記材料に限定されず、各材料間もしくは上記以外の共重合体や混合ポリマーを用いることもできる。

また、ポリマー前駆体と反応剤などとを混合した液を熱硬化させるものを用いることができる。例えば、特開平１０−１５８３５３号公報に記載のＮＣＯブロックプレポリマーと微粉体コーティングアミンとから製造される１液型熱硬化性ウレタン組成物を挙げることができる。また、ＷＯ９５／２６３７４に記載のＮＣＯ基含有ウレタンプレポリマーと２０μｍ以下の固形アミンとからなる１液型熱硬化性ウレタン組成物なども用いることもできる。その他に、性能を改善する目的で難燃剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、滑剤などの添加剤や、無機化合物及び／または有機化合物からなる各種フィラーを加えることができる。

ＰＯＦでは、厚みが厚い保護層（例えば、約５００μｍ）を形成する場合が多く、保護層形成用材料としては、熱可塑性樹脂（例えば、前記エラストマー）が高粘度の物性を有するものを用いることが好ましい。粘度は、特に限定されるものではないが、２５℃においては、１０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下、４０℃においては、１Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下のものを用いることで、素線に熱可塑性樹脂を塗布する際に、樹脂の液切れが生じることを抑制できる。

［保護層の形成］
延伸された素線は通常、そのままの状態で使用されることはない。例えば、素線の曲げ・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素線の表面に１層以上の保護層を設け被覆した光ファイバーとして使用する。保護層の材料及び素線に保護層を形成する方法について以下に説明する。なお、保護層の形成に用いられる被覆装置は、延伸装置に直結して延伸と同時に（延伸直後に）一括して行っても差し支えない。

本発明では、図１に示すように素線１０は、固定プレート１１の貫通孔１１ａを通過し、さらに回転体１２の貫通孔１２ａを通った後に樹脂ポット１３に送り込まれる。この点については、後に詳細に説明する。樹脂ポット１３内には、前記保護層形成用材料（以下、樹脂と称する）１４がストックされている。樹脂ポット１３の下流側には、保護層の厚みを略均一にするための線径調整部材であるダイス１５が取り付けられていることが好ましい。樹脂ポット１３には樹脂供給装置１６と温調機１７とが設けられている。これらにより、樹脂ポット１３内には、所望の量の樹脂１４が略一定温度に加熱され溶融液状態となっている。素線１０が樹脂１４内を通ることにより、その表面に樹脂１４が塗布される。この樹脂１４が塗布された素線を以下の説明では、塗布素線１８と称する。なお、素線１０は、一度ロール状に巻き取られたものから送られるものを用いても良いし、プリフォームを延伸して得られた素線を連続して供給しても良い。

素線１０が樹脂ポット１３に送り込まれる前に、素線１０の搬送時に生じるぶれを抑制するための固定プレート１１が設置されている（図１及び図２参照）。固定プレート１１には貫通孔１１ａが形成されており、その貫通孔１１ａを素線１０が通る。素線１０が固定プレート１１に接触する部分（以下、接触面と称する）１１ｂは、素線１０に損傷を与えないように曲面とし、摺動抵抗の少ない材料で作られていることが好ましい。その材料としては例えば、フッ素樹脂，ポリアセタール樹脂，ポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。

固定プレート１１の下流には回転体１２があり、回転軸１２ｂから離れた位置に貫通孔１２ａが形成されている。貫通孔１２ａの接触面１２ｃも素線１０に損傷を与えないように曲面とし、摺動抵抗の少ない材料で作られていることが好ましい。例えば、フッ素樹脂，ポリアセタール樹脂，ポリアミドイミド樹脂及びそれらの共重合物またはブレンド物などが挙げられる。回転体１２を図示しない回転装置により回転させながら素線１０を貫通孔１２ａに通すことで、樹脂１４を塗布する樹脂ポット１３への素線１０の搬送路を変化させることが出来る。図２にその一例として搬送路１９を示している。回転体１２の回転は、連続的でも、断続的でもよい。これによって、樹脂ポット１３内の樹脂１４の材料表面に発生した凹みによる樹脂１４の塗布不良を抑制することが出来る。なお、貫通孔１１ａ，１２ａの径は、素線１０の１．１倍〜１．５倍の範囲であると、素線１０が貫通孔１１ａ，１２ａを通過する際に、無理な応力が付加されないために好ましい。

固定プレート１１の出口と回転体１２の入口との距離をＬ１（ｍｍ）とし、回転体１２の出口と樹脂ポット入口１３ａとの距離をＬ２（ｍｍ）とする。また、回転軸１２ｂから貫通孔１２ａの中心までの径をＲ（ｍｍ）とする。本発明において、距離Ｌ１，Ｌ２、径Ｒは特に限定されるものではない。一実施形態として距離Ｌ１は、１００ｍｍ〜３００ｍｍ，距離Ｌ２は、１００ｍｍ〜３００ｍｍ、径Ｒは、２ｍｍ〜４０ｍｍの形態が挙げられる。また、素線１０の搬送路と回転軸１２ｂを始点とする中心線２０とのなす角（以下、搬送角と称する）θは、０．５°以上２５°以下が好ましく、より好ましくは１°以上１０°以下であり、最も好ましくは１°以上５°以下である。搬送角θが０．５°未満であると本発明に係る素線の搬送路を変化させることにより保護層を均一に塗布する効果が生じないおそれがある。また、２５°を超えると、素線１０に無理な張力が付与され、素線１０に搬送不良が生じるおそれがある。

図３に示すように固定プレート１１の貫通孔１１ａの素線の接する面１１ｂは曲面であることが好ましい。素線の直径をＳＲ（ｍｍ）とすると、貫通孔の曲面の半径Ｒ１は、２０×ＳＲ（ｍｍ）以上５０×ＳＲ（ｍｍ）以下であることが好ましい。また、回転体１２の貫通孔１２ａの曲面１２ｃの半径Ｒ２も２０×ＳＲ（ｍｍ）以上５０×ＳＲ（ｍｍ）以下であることが好ましい。さらに、回転体１２の回転速度も特に限定されるものではないが具体的には、素線１０の搬送速度を１０ｍ／ｍｉｎ以上３０ｍ／ｍｉｎ以下とした場合に、回転体１２の連続的な回転速度を０．１回／秒以上１回／秒以下の範囲とすることが好ましい。このように本発明では、素線１０の搬送速度を３０ｍ／ｍｉｎ以上３００ｍ／ｍｉｎ以下の範囲の高速にしても、素線１０の搬送路を変化させているので、樹脂１４の塗布不良が発生することを抑制できる。なお、回転体の回転は連続的であっても良いし、間欠的であっても良いが、連続的であることがより好ましい。

なお、本発明において素線の搬送路（通路）を変化させる手段は、図示されている回転体１２に限定されるものではない。例えば、素線の通路となる貫通孔を有するガイド板を回転体１２の替わりに設けても良い。そのガイド板を素線の搬送方向と交差する方向で変位させることで、樹脂ポット１３内での素線１０の搬送路が変化して、樹脂１４の塗布を良好に行うことが可能となる。

塗布素線１８は、樹脂硬化用水槽（以下、水槽と称する）３０に送られる。水槽３０には温水３１が入っている。液体循環温調装置３２を取り付け、温水３１を循環させることがコストを低減できると共に温水３１の温度を略一定に保持できるために好ましい。温水３１の温度は、素線１０のガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下５０℃以上とする。または、Ｔｇ（℃）以下（Ｔｇ−５０）℃以上の範囲に調節する。好ましくは、（Ｔｇ−４０）℃以上Ｔｇ（℃）以下とする。最も好ましくは（Ｔｇ−３０）℃以上Ｔｇ（℃）以下とする。なお、樹脂１４を硬化させるために水槽３０内に入れる液体は、温水に限定されない。たとえば、加熱時に蒸気の発生が少ない液体や、樹脂１４を乾燥させやすい液体など、光ファイバーの性能に悪影響を与えない物質であれば、各種の液体を使用することが出来る。

塗布素線１８の搬送はプーリー３３，３４を用いることが搬送を安定に行えるために好ましいが、ローラなど他の搬送手段を用いても良い。塗布素線１８は、温水３１により緩やかに加温され、樹脂１４の流動が生じない程度まで硬化し、保護層が形成され光ファイバー３５となる。なお、樹脂１４は、塗布した後から１秒以上１０分以内で硬化させることが好ましい。１秒未満であると表面張力による樹脂１４の自己形成能が十分に発現せず、塗布した際にスジなどの表面不良が発生する場合がある。また、１０分を超えると樹脂１４から形成される保護層の表面のみが硬化し、素線１０に接触している樹脂１４の硬化が充分に行われず、搬送時に保護層の変形が生じるおそれがある。また、この場合には、水槽３０のサイズが大きくなり必要とする温水３１の量も増えるためコスト高の原因ともなる。塗布素線１８の水槽３０内滞留時間が１秒から１０分の範囲となるように搬送速度，水槽３０のサイズを適宜選択することで、光ファイバー３５の生産速度を落とさずに、保護層を形成することができる。

本発明において、固定プレート１１とプーリー３３とのを所望の位置に配置することにより素線１０，塗布素線１８を搬送する際に、所望の張力が付与されて樹脂ポット１３での樹脂１４の塗布を良好に行うことが可能となる。プーリー３３に塗布素線１８が接触開始する位置を接触位置３３ａと称する。固定プレート１１の中心の略鉛直方向に接触位置３３ａが配置されるようにプーリー３３の位置決めを行うことが好ましい。これにより、固定プレート１１とプーリー３３とにより素線１０及び／または塗布素線１８の搬送路（通路）が固定される。この状態で、回転体１２を回転させることで、素線１０に所望の張力が付与され、樹脂１４の塗布を良好に行うことが可能となる。

光ファイバー３５の表面に付着した温水３１を水分吹払除去装置３６で除去し、水分吸引除去装置３７でさらに水分を除去することが好ましい。光ファイバー３５は、引取りローラ３８，３９で引取り搬送される。引取りローラ３９には駆動装置４０を取り付け駆動する。また、他方の引取りローラ３８にはニップ圧調整装置（図では、バネで図示している）４１を取り付けることで、安定した搬送が行えると共に光ファイバー３５の強靭性が高まるために好ましい。

図４に示すように光ファイバー３５の保護層４２の厚さＬ３は、２０μｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましく、最も好ましくは８０μｍ以上１ｍｍ以下である。２０μｍ未満であると保護被覆の役目を果たさない場合がある。また、３ｍｍを超えると硬化の進行が遅いもしくは未反応の部分が発生し、未反応物が残ってしまう事がある。また、素線１０の平均直径Ｌ４は０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲であることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。コア部１０ａの直径及びクラッド部１０ｂの直径は、それぞれ０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下、０．０１ｍｍ以上１．９ｍｍ以下であることが好ましいが、それら範囲に限定されるものではない。

図５を用いて本発明に係る光伝送体である光ファイバーの製造に用いられる他の実施形態を説明する。素線５０を張力測定装置（図示せず）を通し、張力を制御しながら搬送する。保護層を形成する前に、除塵装置５１で素線５０表面に付着している塵などを除去することが良好な光学特性を保持するために好ましい。素線５０は、図１に示されているように本発明の製造装置に係る固定プレート１１，回転体１２を通過した後に樹脂ポット５２に送り込まれる。樹脂ポット５２には、連続的に樹脂供給装置５３から樹脂５４が供給される。樹脂ポット５２の外側にドライチャンバー５５を取り付けることが好ましい。ドライチャンバー５５へ乾燥気体供給装置５６から清浄な乾燥気体（例えば、窒素ガスなど）を送風することで、素線５０に樹脂５４を塗布する際に、素線５０，樹脂５４の吸湿などを防止できる。また、樹脂ポット５２の樹脂５４の量の変動を抑制するため、樹脂ポットレベル計５７を取り付け一定量に制御することがより好ましい。

素線５０は、線径調整部材であるダイスニップル６０を通ることにより、好ましい量の樹脂５４が塗布され塗布素線６１となる。液出口先端６０ａの開口面積を調整することにより、被覆厚を調整する事ができる。また、樹脂５４の粘度や素線５１の搬送速度の調整によっても被覆厚は微調整可能である。塗布素線６１は、線径測定装置６２によりその線径がモニタリングされてコントローラ６３にその情報が送信される。加熱チャンバ６４に塗布素線６１を送り、加熱することで樹脂５４を硬化させて保護層を形成する。ダイスニップル６０から加熱チャンバ６４の間では、通常特に温度制御がなされていない。例えば、室温（約２５℃）である場合には、樹脂５４が急激に硬化するおそれがある。そのため、ダイスニップル６０と加熱チャンバ６４との距離Ｌ５（ｍｍ）は短い方が好ましい。しかしながら、距離Ｌ５が短すぎると樹脂ポット５２と加熱チャンバ６４とを独立して温度制御することが困難になる場合がある。そこで、素線５０の搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎ以上３０ｍ／ｍｉｎ以下の範囲の場合に、距離Ｌ５（ｍｍ）は、５０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲であることが好ましい。しかしながら、本発明において距離Ｌ５は、その範囲に限定されるものではなく樹脂５４の物性などを考慮した上で、適宜最適な距離とすることができる。

加熱チャンバ６４には熱風発生装置６５が取り付けられており、熱風が塗布素線６１の搬送方向と逆方向に流れるように供給される。なお、熱風の供給方向は、塗布素線６１の搬送方向に沿って供給しても良い。また、加熱チャンバの入口側と出口側とにそれぞれ温度計６６，６７を取り付けることが好ましい。測定された各温度は、コントローラ６３に送信される。塗布素線６１は、加熱チャンバ６４を通過している間に樹脂５４が流動しない程度まで硬化して保護層が形成されて光ファイバー７０となる。

光ファイバー７０の保護層に発生するコブの有無は、コブ検出装置７１によりモニタリングされその結果はコントローラ６３に送信される。コントローラ６３は、線径測定装置６２、温度計６６，６７、コブ検出装置７１から送信された各信号に基づき樹脂ポット５２の温度、乾燥気体供給装置５６の気体供給量及び気体温度、加熱チャンバ６４の温度、さらに素線５０の搬送速度などを最適な条件に調整する。これにより、保護層の厚みが略均一で且つ素線５０に熱ダメージが生じない光ファイバー７０が得られる。例えば、保護層の一部が隆起するいわゆるコブの発生を抑制でき、均一な厚さの保護層を形成することができる。

光ファイバー７０は、引取りローラ７２，７３により引取り搬送される。引取りローラ７２には、モータ７４が取り付けられ駆動ローラとなっている。また、引取りローラ７３には、ニップ圧調整装置７５が取り付けられている。さらに、引取りローラ７３にファイバー長計測装置７６を取り付け、ファイバー長を計測することが好ましい。図５で示されている実施形態では、光ファイバー７０の保護層の形成状況をモニタリングし微調整を連続して行う。そのため、上流側にプリフォームを延伸し素線５０とする線引装置を取り付けることが好ましい。これにより、プリフォームから素線の作製、該素線に保護層を連続して形成する光ファイバー７０の製造を行うことが容易となる。

本発明の光伝送体は、さらに、必要に応じて本発明の保護層を１次被覆層とし、外周にさらに２次（または多層の）被覆層を設けても良い。１次被覆が充分な厚みを有している場合、素線に与える熱ダメージが減少するため、素線の硬化温度の制限は素線へ直接被覆する場合に比べて、緩くすることができる。２次被覆層には、難燃剤や紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、昇光剤、滑剤などを導入してもよい。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燐含有のものがあるが、毒性ガス低減などの安全性の観点で難燃剤として金属水酸化物を好ましく使うことができる。

また、複数の機能を付与させるために、様々な機能を有する被覆を積層させてもよい。例えば、前述の難燃化以外に、光ファイバー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る。また、可撓時の応力緩和のための柔軟性素材層や発泡層等の緩衝材、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等の線材を熱可塑性樹脂に含有すると、得られるケーブルの力学的強度を補強することができることから好ましい。抗張力繊維としては、例えば、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維が挙げられる。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。いずれのものも前述したものに限定されるものではない。その他に保護のための金属管の外装、架空用の支持線や、配線時の作業性を向上させるための機構を組み込むことができる。

また、ケーブルの形状は使用形態によって、光ファイバー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心線と言われる態様、さらにそれらを押え巻やラップシースなどでまとめた集合ケーブルなど用途に応じてその形態を選ぶことができる。

また、本発明の光ファイバーを用いた光伝送体は、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。

本発明の光伝送体としての光ファイバー、および光ファイバーケーブルを用いて光信号を伝送するシステムには、種々の発光素子や受光素子、光スイッチ、光アイソレータ、光集積回路、光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置等で構成される。また、必要に応じて他の光ファイバーなどと組合わせてもよい。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」などを参考にすることができる。前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線、車両や船舶などの内部配線、光端末とデジタル機器、デジタル機器同士の光リンクや一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光ＬＡＮ等をはじめとする、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。

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号等に記載の光信号処理装置；特開２００１−８６５３７号等に記載の光信号クロスコネクトシステム；特開２００２−２６８１５号等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；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。以上の光伝送用途以外にも照明（導光）、エネルギー伝送、イルミネーション、センサ分野にも用いることができる。

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の種類、それらの割合、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、説明は本発明に係る実験１で詳細に行い、本発明に係る実験２並びに比較例である実験３及び４では、実験１と同じ条件については説明を省略する。また、後に実験条件及び実験結果を表１に示す。

実験１では、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、モノマー（メタクリル酸メチル（水分を１０００ｐｐｍ以下に除去したもの））の溶液を所定量注入した。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）に保持した。そして、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時間の熱処理を行い、ＰＭＭＡを主成分とした円筒管を得た。

次に、該円筒管の中空部に、コア部の原料であるモノマー（メタクリル酸メチル（水分を１０００ｐｐｍ以下に除去したもの））の溶液と、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、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。なお、このプリフォームの最低ガラス転移温度Ｔｇ（℃）を示す部位はコア部の中央部で約９０℃であった。また、コア部はその屈折率の分布に従いガラス転移温度が上昇し、コア部の最外部のガラス転移温度は約１１０℃であった。

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３００μｍの素線１０を製造した。得られた素線１０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。

図１の樹脂ポット１３にエラストマーである樹脂（サンスター技研（株）社製，ＲＤ−１０３３６；２５℃における粘度は５０Ｐａ・ｓ）１４を注入し、温調機１７で２５℃に温度調整した。ライン速度（搬送速度）１５ｍ／ｍｉｎとして、保護層の厚みＬ３が１．０ｍｍとなるように素線１０に樹脂１４を塗布した。温水３１を８０℃に設定し、その温水中を５秒間走行させて樹脂１４を硬化させて保護層を形成し、光ファイバー３５を得た。固定プレート１１と回転体１２との距離Ｌ１は１５０ｍｍ、回転体１２と樹脂ポット入口１３ａとの距離Ｌ２は１５０ｍｍとなるようにそれぞれを配置した。回転体１２の貫通孔１２ａまでの径Ｒは５ｍｍのものを用いた。素線１０と中心線２０とのなす搬送角θは、１．２°とした。固定プレート接触面１１ｂ，回転体接触面１２ｃは、ポリテトラフルオロエチレン共重合物から形成されているものを使用した。なお、回転体１２は、４秒に１回転の速さ（０．２５／秒）で回転させた。

光ファイバー３５の保護層の径ムラは±２５μｍであり、略均一の厚みの保護層が得られた。なお、被覆後の伝送損失は、波長６５０ｎｍで１６０ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失の増加は生じなかった。また、保護層の硬化性は、硬化反応が終了しており、光ファイバー３５を切断して調べると、全径において固体であった。

実験２は、搬送速度を１０ｍ／ｍｉｎとし、温水３１による加熱時間を１５秒とし保護層の厚みＬ３が２．０ｍｍとなるように塗布を行った以外は実験１と同じ条件で行った。波長６５０ｎｍにおける伝送損失は、１６０ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失の増加は生じなかった。また、保護層４２の径ムラは±３０μｍであり、略均一な厚みに形成されていた。

比較例である実験３では、回転体１２を取り外して、固定プレート１１を通った素線１０が、樹脂ポット入口１３ａに直接入るように、固定プレート１１の位置調整を行った。それ以外は、実験１と同じ条件で行った。波長６５０ｎｍにおける伝送損失は２５４ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失が悪化した。また、保護層４２の厚みＬ３は、０．９ｍｍ〜２．４ｍｍであり不均一に形成されていた。

比較例である実験４では、回転体１２を取り外して、固定プレート１１を通った素線１０が、樹脂ポット入口１３ａに直接入るように、固定プレート１１の位置調整を行った。それ以外は、実験２と同じ条件で行った。波長６５０ｎｍにおける伝送損失は２８１ｄＢ／ｋｍであり、伝送損失が悪化した。また、保護層４２の厚みＬ３は、１．１ｍｍ〜４．５ｍｍであり不均一に形成されていた。

石英系光ファイバーの保護層被覆に応用することで、石英系光ファイバーの線引き及樹脂被覆速度を上昇させることが可能となり、生産性の向上を図ることが可能となる。

本発明に係る光伝送体の製造装置の概略図である。図１の製造装置の要部概略図である。図１の製造装置の要部断面図である。本発明に係る光伝送体である光ファイバーの断面図である。本発明に係る光伝送体の製造装置の他の実施形態の概略図である。

符号の説明

１０，５０プラスチック光ファイバー素線
１１固定プレート
１２回転体
１４保護層形成用材料
１５ダイス
３５，７０光ファイバー
４２保護層

Claims

光導波路となる素線を保護層形成用材料中に通過させることで前記保護層形成用材料の塗布を行い保護層を形成する光伝送体の製造方法において、
前記保護層形成用材料中での前記素線の通路を変化させながら前記塗布を行うことを特徴とする光伝送体の製造方法。
前記光導波路がポリマーから構成されていることを特徴とする請求項１記載の光伝送体の製造方法。
前記素線が、光導波の方向と直交する面にガラス転移温度が分布を有していることを特徴とする請求項１または２記載の光伝送体の製造方法。
前記保護層形成用材料を５０℃以上、前記光導波路中の最も低いガラス転移温度を示す部位のガラス転移温度以下の範囲で硬化させて前記保護層を形成することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１つ記載の光伝送体の製造方法。
前記保護層形成用材料を塗布した後に１秒以上１０分以内で加熱することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ記載の光伝送体の製造方法。
前記保護層形成用材料が高粘性液体であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載の光伝送体の製造方法。
前記保護層形成用材料がエラストマーであることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ記載の光伝送体の製造方法。
前記光伝送体が、光ファイバーであることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１つ記載の光伝送体の製造方法。
光導波路となる素線の表面に保護層を形成する光伝送体の製造装置において、
前記素線に保護層形成用材料を塗布する塗布手段と、
前記塗布手段の上流側に配置され、前記塗布手段に搬送される前記素線の搬送路を変化させる搬送路変化手段と、
を有することを特徴とする光伝送体の製造装置。
前記搬送路変化手段は、前記搬送路のうち前記塗布手段への進入方向と前記搬送路変化手段の回転軸とのなす角が、０．５°以上２５°以下に配置されていることを特徴とする請求項９記載の光伝送体の製造装置。
前記素線の中で最も低いガラス転移温度を示す部位のガラス転移温度以下５０℃以上の範囲で温度調整可能な加熱手段が、
前記塗布手段の下流に配置されていることを特徴とする請求項９または１０記載の光伝送体の製造装置。
前記塗布手段の下流側に、前記保護層の厚さを調整する線径調整部材を有することを特徴とする請求項９ないし１１いずれか１つ記載の光伝送体の製造装置。
前記保護層形成用材料を溜める容器を備え、
前記容器と前記塗布手段との間に前記素線の搬送路を固定化する手段が配置されていることを特徴とする請求項９ないし１２いずれか１つ記載の光伝送体の製造装置。