JP2006126701A - プラスチック光ファイバの被覆方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝送損失の上昇を抑制しながらプラスチック光ファイバを被覆する。
【解決手段】 コア部２１と、コア部２１よりも低い屈折率を有するクラッド部２２からなるプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）１１の外周を被覆してプラスチック光ケーブルを作製するとき、コア部２１の外径Ｄ２（コア部２１が複数の層からなる場合には、その最外層の外径とする）とクラッド部２２の外径Ｄ１とが、Ｄ１≧Ｄ２×１．５を満たすようなＰＯＦ１１を用いる。被覆時においては、被覆材として熱可塑性樹脂を用い、ＰＯＦ１１の長手方向に対する伸び率が被覆前に比べて１％以下になるようにする。この場合には、被覆時におけるＰＯＦ１１の伝送損失の上昇を抑制し、かつ施工性が優れたプラスチック光ファイバケーブルを得ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プラスチック光ファイバの被覆方法に関するものである。

光ファイバは、光を伝送するコア部と、このコア部の外周を覆うクラッド部からなる光伝送体であり、その構成材料の種類により、石英系光ファイバとプラスチック光ファイバ（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ；ＰＯＦ、以下、ＰＯＦと称する）とに大別される。このうちＰＯＦは、石英系光ファイバに比べて、光の伝送損失が大きいために中・長距離伝送には向いていないが、プラスチック系材料でできているので、成形加工性，部材の軽量化，低コスト化，可撓性，耐衝撃性などに優れており、また、これらの特性から、光ファイバのコア部を大口径化することができたり、人体への突き刺し災害などの危険性を回避することができたりするなどの利点を有するために、家庭や車載への用途が注目されている。また、その外周を被覆材で覆って保護層を形成させたプラスチック光ケーブルは、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かつ大容量のケーブルとしての利用が検討されている。

また、高速伝送および低伝送損失を実現することができる光ファイバとして、ＰＯＦのコア部において、その中心に向かって屈折率に分布を設けた屈折率分布型ＰＯＦが注目されている。この屈折率分布型ＰＯＦは、屈折率分布の違いによって、ＳＩ（Ｓｔｅｐ Ｉｎｄｅｘ）型とＧＩ（Ｇｒａｄｅｄ Ｉｎｄｅｘ）型とに大別できる。前者は、コア部の中心に向けて屈折率が段階的に高くなるＰＯＦであり、後者はコア部の中心に向かって連続的に屈折率が高くなるものである。ＳＩ型およびＧＩ型ともに、コア部の中心に向かうにつれて、屈折率が高くなる構造を有するが、ＳＩ型が段階的に変化するのに対して、ＧＩ型は、屈折率が中心に向かって連続的に高くなるため、伝送波形が崩れにくいという特徴を有する。ＧＩ型はＳＩ型に比べて、製造が難しく高価になりがちであるが、高速伝送かつ低伝送損失を実現することができる。本発明においては、ＳＩ型，ＧＩ型を含む全てのプラスチック光ファイバをＰＯＦと総称する。

上述したように、ＰＯＦは、その外周を被覆材で被覆して保護層が形成させられて、プラスチック光ケーブルとされる。このプラスチック光ケーブルは、高速伝送かつ大容量の情報を伝送する手段として、幅広く利用されている。ＰＯＦの外周を被覆材で被覆する方法としては、ＰＯＦの外周に押出温度の低い１次被覆層を押出した後に、その上に押出温度の高い２次被覆層を押出して２層の保護層を形成させる方法（例えば、特許文献１参照）や、ＰＯＦの外周に断熱層として機能する抗張力体層を設け、さらにその上に、被覆材を被覆して保護層を形成させる方法（例えば、特許文献２参照）が知られている。

特許文献１記載の被覆方法は、押出温度を替えて２段階で保護層を形成させるので、急激な温度変化がないために、ＰＯＦの伝送損失の上昇を抑えることができ、かつ端末処理しやすいプラスチック光ケーブルを得ることができるという特徴を有する。また、特許文献２記載の被覆方法は、断熱層として機能する抗張力体層を形成させるので、強靭なプラスチック光ケーブルを得ることができる。
特開平６−１６７６４２号公報 特開平１０−９６８４０号公報

しかしながら、特許文献１記載の方法は、被覆工程が２回必要であるために、生産効率が劣るという問題が生じる。また、特許文献２記載の方法では、抗張力体層が強靭であるために、端末処理の際に切断しにくく、施工性が劣るという問題が生じる。また、ＰＯＦの外周を被覆するときには、伝送損失の上昇が生じる場合がある。この損失上昇が生じると、伝送性能が著しく低下してしまうという問題がある。

本発明は、ＰＯＦの外周を被覆材で被覆するときに、伝送損失の上昇を抑制し、かつ施工性に優れたプラスチック光ケーブルを作製することができるプラスチック光ケーブルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、ＰＯＦへの被覆条件とＰＯＦの伝送損失との関係を鋭意検討した結果、以下のような関係があることを見出した。まず、被覆時において、ＰＯＦには熱と張力とがかかり、これによってＰＯＦは塑性変形を起こしやすくなる。ただし、このときの熱量としてはＰＯＦ全体が溶融するほどの熱がＰＯＦに加わる可能性は低く、もっとも大きく影響を受けるのは、被覆用の溶融樹脂にもっとも近づくクラッド部である。そして、この際に、熱と張力とによってコア部とクラッド部との界面不整などが起こる可能性があること、コア部が屈折率分布を有している場合に、屈折率分布の付与が屈折率調整剤によるものであっても、または共重合によるものであっても、組成が不均一状態であり、それによってポリマーマトリックスの熱的安定性が不均一となっているため、熱と張力とを受けることで、屈折率分布のプロファイルがひずむと考えた。この熱と張力とによる影響を排除するために、本発明では、前記界面への熱の到達を抑えるとともに、ＰＯＦ全体が受ける張力を緩和してＰＯＦの変形を抑えるようにしている。このため、クラッド部の直径をコア部の直径を基準にして、その１．５倍以上とし、かつ樹脂をＰＯＦに被覆する際のＰＯＦの伸び率が１％以下としている。なお、コア部が複層のときには、最外層の直径をコア部の直径とする。

なお、前記コア部が、中央部に向かうにしたがい、その屈折率が次第に高くなる分布を有することが好ましく、前記コア部および／またはクラッド部が、（メタ）アクリル酸エステルよりなる重合体を主成分とすることが好ましい。

本発明により、クラッド部の外径をＤ１、コア部の外径をＤ２としたときに、Ｄ１≧Ｄ２×１．５の関係にし、プラスチック光ファイバの伸び率を１％以下として、被覆材として樹脂を用いてプラスチック光ファイバの外周を被覆するようにしたから、被覆時において、被覆される溶融樹脂の熱がクラッド部の厚みによってクラッド部とコア部との境界に伝達されることが妨げられ、熱ダメージが少なくなる。しかも、プラスチック光ファイバの伸び率を１％以下にしてプラスチック光ファイバの張力を小さくしているため、屈折率分布のプロファイルのひずみの発生が抑えられる。これによって、伝送損失の上昇が少なくなり、伝送性能の低下が少ないプラスチック光ファイバを得ることができる。

本発明での実施形態について図を引用しながら説明する。ただし、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。本発明は、ＰＯＦの層数について限定されるものではないが、ここでは３層構造のＰＯＦを製造する場合を、本発明の一様態として例示する。図１は、本発明を実施した一様態としてのプラスチック光ケーブルを製造するフロー図であり、図２は、得られたＰＯＦの断面図である。また、図３は、図２に示すＰＯＦの断面径方向における屈折率を示すグラフである。なお、図３において、横軸はＰＯＦの断面径方向を示し、縦軸は屈折率を示す。屈折率は、上に行くほど高い値であることを意味している。本発明のプラスチック光ケーブルの製造工程は、ＰＯＦ１１の３層を形成する各重合体を溶融し３層構造のＰＯＦ原糸１２として共押し出しする溶融押出工程１３と、ＰＯＦ原糸１２を加熱して所定の径に延伸することによりＰＯＦ１１とする加熱延伸工程１６と、ＰＯＦ１１の外周に所定の被覆材を被覆して保護層を設けてプラスチック光ケーブル１７とする被覆工程１８とを有している。

被覆工程１８を経たＰＯＦ１１は、プラスチック光ファイバ心線またはプラスチック光ファイバコード（ともに、ｐｌａｓｔｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｄｅ）と称される。本発明においては、このファイバ心線が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し、一方、ファイバ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、さらなる被覆材を被されたものをマルチファイバケーブルと称することとし、プラスチック光ケーブル（ｐｌａｓｔｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｃａｂｌｅ）１７とは、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。

本発明により得られるＰＯＦ１１は、図２に示すように、光を通すコア部２１と、その外殻部であるクラッド部２２とを有し、このクラッド部２２は、外径Ｄ１および内径Ｄ２が長手方向にそれぞれ一定で、厚みが均一の管形状となっている。コア部２１は、クラッド部２２の内面に接するアウターコア部２４と、アウターコア部２４の内側のインナーコア部２５とからなる。したがって、クラッド部２２の外径をＤ１（単位；μｍ）とし、アウターコア部の外径をＤ２（単位；μｍ）、インナーコア部２５の外径をＤ３（単位；μｍ）とすると、アウターコア部２４の外径Ｄ２はクラッド部２２の内径に等しく、インナーコア部２５の外径Ｄ３はアウターコア部２４の内径に等しいものとなっている。

図３において、横軸の符号（Ａ）で示される範囲は、図２におけるクラッド部２２の屈折率であり、符号（Ｂ）で示される範囲は、図１におけるアウターコア部２４の屈折率であり、符号（Ｃ）で示される範囲はインナーコア部２５の屈折率である。

インナーコア部２５は、図３に示されるように、アウターコア部２４との境界から中心に向けて屈折率が連続的に高くなっている。クラッド部２２はアウターコア部２４よりも屈折率が低く、アウターコア部２４はインナーコア部２５よりも屈折率が低くなっている。なお、断面円形の径方向において、屈折率の最大値と最小値との差が０．００１以上０．３以下であることが好ましい。上記のような構造によりＰＯＦ１１は、ＧＩ型光伝送体としての機能を発現する。なお、ＰＯＦ１１を延伸させる前のＰＯＦ原糸１２は（図４参照）、ＰＯＦ１１よりもＤ１〜Ｄ３で示される各径が大きいが、基本的構造はＰＯＦ１１と同じであるので図示は略す。また、図２ではアウターコア部２４とインナーコア部２５との境界を、説明の便宜上、示してはいるが、製造の条件などにより境界の明確さは異なり必ずしも確認できるものでなくともよい。

また、本実施形態のアウターコア部２４は、図３に示すように屈折率が概ね一定となっているが、インナーコア部２５に近づくほど屈折率が大きくなっていてもよく、この屈折率の変化はインナーコア部２５に近づくほど段階的に大きくなってもよいし連続的に大きくなってもよい。

また、コア部２１が本実施形態のようなアウターコア部２４とインナーコア部２５との２層のみの構造ではなく、他の構造とされていても本発明は適用される。コア部２１の他の構造としては、例えば、アウターコア部２４とインナーコア部２５との境界が存在せずに、クラッド部２２の内周からコア部２１の中央に向かって屈折率が連続的もしくは段階的に高くなる構造や、あるいは、３層以上の構造を挙げることができる。また、本実施形態ではクラッド部２２が単層構造とされているが、本発明はこれに限定されず、例えば必要に応じ２層以上の複層構造とされてもよい。なお、本実施形態におけるＰＯＦ１１では、光はアウターコア部２４とクラッド部２２との界面で反射してアウターコア部２４とインナーコア部２５との両方を通過することもあるが、また、インナーコア部２５のみを通過することもある。本発明は、製造するＰＯＦについて、シングルモード、マルチモード、そして、ＳＩ型、ＧＩ型のいずれのタイプであっても適用することができるが、以上のようなＧＩ型ＰＯＦとすることで、ＳＩ型よりも光伝送特性に優れたＰＯＦを得ることができる。

本発明において、ＰＯＦ１１を構成するコア部２１およびクラッド部２２の材料としては、光透過性が高い有機材料であることが好ましく、コア部２１およびクラッド部２２において、すくなくともひとつがフッ素系樹脂からなることが好ましい。また、（メタ）アクリル酸エステルの重合体を主成分とすることが好ましい。これらの材料の詳細については、後ほど説明する。また、クラッド部２２がコア部２１よりも屈折率が低い材料を用いる限り問題はないが、フッ素系樹脂を用いた場合には、光の伝送に関係する屈折率の点で好ましく、特に、フッ素系樹脂をクラッド部２２の材料とすると、低屈折率で光学的に問題のないものを容易に製造することができる。

また、コア部２１を伝送する光がコア部２１とクラッド部２２との界面で全反射するように、クラッド部２２の材料は、コア部２１の屈折よりも低い屈折率を有するようなポリマーとする。また、クラッド部２２およびコア部２１の材料は、光散乱を生じないように、非晶性のポリマーとすることが好ましく、互いに密着性に優れるポリマーとし、これらがタフネスなどに示される機械的特性に優れ、耐湿熱性にも優れていることがより好ましい。さらに、水分がコア部に侵入することをできるだけ防ぐことが好ましいので、クラッド部２２の材料を吸水率が低いものとするとよい。例えば、クラッド部２２が、飽和吸水率が１．８％未満のポリマーを主たる成分とすることが好ましい。そして、より好ましくは、アウターコア部２４が１．５％未満の飽和吸水率、さらに好ましくは１．０％未満の飽和吸水率であるポリマーにより形成されることである。なお、ここでの飽和吸水率は、ＡＳＴＭによるＤ５７０により基づく値であり、具体的には、２３℃の水中にサンプルを１週間浸漬したときの吸水率を測定した値である。くわえて、コア部２１および（または）クラッド部２２がフッ素系樹脂からなることが好ましい。コア部２１およびクラッド部２２に用いられるポリマーに関しての詳細は、後で説明する。

コア部２１の材料例としては、（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）、ポリカーボネート類の原料であるビスフェノールＡなどを重合性化合物として用いて重合させたものとすることができる。そして、クラッド部形成ポリマーとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）も好ましい。これらを原料として、各々を重合させたホモポリマー、あるいはこれらのうち２種以上を組み合わせて重合させた共重合体、および上記のホモポリマーや共重合体の各種組み合わせによる混合物も例として挙げることができる。混合物を用いる場合においては、上記沸点Ｔｂは、混合物を構成する複数の原料化合物の沸点の中で最も低い温度、もしくは共沸混合物を成すことにより沸点が下がるときには沸点下降後の温度として定義される。また、混合物を原料として得られた共重合体およびブレンドポリマーの場合には、各共重合体またはブレンドポリマーのガラス転移点を上記Ｔｇとして定義する。そして、これらのうち、（メタ）アクリル酸エステル類または含フッ素ポリマーを成分として含むものが光伝送体を構成する上でより好ましい。次に、上記の例について、より詳細に示す。

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、トリシクロ［５・２・１・０2,6 ］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、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。

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などが挙げられる。

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、モノマーとして環状構造を有する、また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有する含フッ素重合体を形成するポリマーを形成するものであり、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号などに例示される、主鎖に脂肪環もしくは複素環を有するようなポリマー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あるいは共重合体からなるポリマーの屈折率が、光伝送体に成形されたときに所定の屈折率分布を成形体のなかで有するように、種類や組成比を決定することが好ましい。

また、クラッド部２２を形成する好ましいポリマーとしては、上記の各種化合物の他に以下のものを例示することができる。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（ＦＭＡ）やヘキサフルオロイソプロピルメタクリレートなどのフッ化（メタ）アクリレートとの共重合体を挙げることができる。また、ＭＭＡと，ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレートなどの分岐を有する（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）共重合体などを用いることもできる。

なお、これらのポリマーが水素原子（Ｈ）を含んでいる場合には、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。

さらに、ＰＯＦ１１を近赤外光用途に用いるためには、ポリマーを構成する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。このようなポリマーとしては、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）などを例示することができる。なお、原料となる化合物は、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除去されることが望ましい。

また、コア部２１とクラッド部２２とを形成するポリマーは、糸状に押出成形して後述のように好適に延伸できるという観点から、重量平均分子量が１万〜１００万であることが好ましく、より好ましくは３万〜５０万である。さらに、延伸に対する適性は、分子量分布（ＭＷＤ：重量平均分子量／数平均分子量）にも関係している。ＭＷＤが大きすぎる場合には、極端に分子量の大きい成分が混在しているときに延伸性が悪くなり、延伸が不可能となることもある。したがって、好ましいＭＷＤの範囲は４以下であり、より好ましい範囲は３以下である。

重合性化合物を重合させてポリマーとする場合においては、重合開始剤を使用する場合がある。重合開始剤としては、例えば、ラジカルを生成するものが各種ある。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、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。

ポリマーとしたときの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、連鎖移動剤を使うことができる。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、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。

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。

前述した重合開始剤や連鎖移動剤、屈折率調整剤の各添加量については、用いるコア部用の重合性化合物の種類などに応じて、好ましい範囲を適宜決定することができる。本実施形態においては、重合開始剤は、コア部用の重合性化合物に対して、０．００５〜０．０５０質量％となるように添加しており、この添加率を０．０１０〜０．０２０質量％とすることがより好ましい。また、前記連鎖移動剤は、コア部用の重合性化合物に対して、０．１０〜０．４０質量％となるように添加しており、この添加率を０．１５〜０．３０質量％とすることがより好ましい。

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、前記原料となる各種重合性化合物に添加した後、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。

さらに、アウターコア部２４とインナーコア部２５とを形成する各ポリマーのうち少なくともいずれか一方に、屈折率調整剤（ドーパント）を各所定量混合する。このドーパントとしては、非重合性の化合物が好ましい。インナーコア部２５のみにドーパントを添加する場合には、この添加率は、インナーコア部２５の主成分となるポリマーに対して０．０１重量％以上２５重量％以下とすることが好ましく、１重量％以上２０重量％以下とすることがより好ましい。これにより、断面円形の径方向における屈折率分布係数を上記のような好ましい範囲により制御しやすくなる。

本実施形態においては、ドーパントとしては高屈折率で分子体積が大きく、重合に関与せず、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を用い、これを添加することによりコア部の径方向における屈折率を変化させている。ドーパントは、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。したがって、モノマーの状態ではインナーコア部用モノマーやインナーコア部との重合反応性を有していても、これがオリゴマーとなったときにはこれらと重合しないものであればこのようなオリゴマーをドーパントとすることができる。

そしてドーパントとしての具体的な例としては、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）などが挙げられ、中でも、ＢＥＮ、ＤＰＳ、ＴＰＰ、ＤＰＳＯが好ましい。ドーパントの、コア部２１における濃度および分布を調整することによって、ＰＯＦ１１の屈折率を所望の値に変化させることができる。

コア部２１、クラッド部２２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２１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。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使用することができる。

以下の説明においては、クラッド部２２用のポリマーを第１原料、アウターコア部２４を形成するポリマーを第２原料、ポリマーとドーパントとの混合物であって、インナーコア部２５を形成するものを第３原料と称する。第１〜第３原料中に含まれるポリマーはペレット状でも粉末状でもよいが、以下の溶融押出工程１３に用いる前に、乾燥処理を施すことが好ましく、これにより、成形体における気泡や割れの発生などを防ぐことができる。

また、各ポリマーを製造するための重合工程と、次に説明する溶融押出工程１３とを連続させて、重合されて溶融状態にある各ポリマーをそのまま溶融押出工程１３に供してもよい。この場合、ドーパントは、溶融押出工程１３への送り中や、溶融押出をするための押出機本体（図示しない）の混練部などで溶融ポリマー中に添加してもよい。

図４はＰＯＦ製造ライン４０を示す概略図である。ただし、本発明において、ＰＯＦ１１の製造方法は、図４に示す様態に限定されない。ＰＯＦ製造ライン４０は、複数の押出機（図示しない）が取り付けられた押出ダイ４１を有する溶融押出装置４２と、押出ダイ４１から押出されたＰＯＦ原糸１２を冷却する冷却装置４３と、張力を調整しながら冷却されたＰＯＦ原糸１２を引き取る低速ゴデットロール４４と、ＰＯＦ原糸１２を加熱する加熱機４５と、加熱機４５で加熱延伸されることで作製されたＰＯＦ１１を、加熱機４５から引き取る高速ゴデットロール４６と、それを冷却する冷却機４７と巻取機４８からなる。また、図４においては、第１、第２、第３原料にそれぞれ符号５０、５１、５２を付している。

押出ダイ４１は、同心円状に複層形成された繊維状の成形体を製造することができる周知のものであればよく、特に限定されない。本実施形態で用いた押出ダイ４１は、第１ダイ本体５３と第２ダイ本体５４と第３ダイ本体５５とが一体的に組み立てられたものであり、これら各ダイ本体５３〜５５には、インナーコア部形成流路５６とアウターコア部形成流路５７とクラッド部形成流路５８とが、それぞれ形成されている。インナーコア部形成流路５６には、第３原料５２が供給される。また、アウターコア部形成流路５７には、第２原料５１が供給される。インナーコア部形成流路５６とアウターコア部形成流路５７とは、第１ダイ本体５３と第２ダイ本体５４との境界付近で合流するように設けられている。同様に、クラッド部形成流路５８には第１原料５０が供給される。クラッド部形成流路５８は、第２ダイ本体５４と第３ダイ本体５５との境界付近で、インナーコア部の外周がアウターコア部で覆われた２層構造の外周に合流するように設けられている。各流路５６〜５８が合流されてなる拡散部６０の下端部は、下端に向かうにしたがって、流路径が小さくなるテーパー状とされている。なお、図４では、ＰＯＦ原糸１２が下方向に押し出されるように押出ダイ４１を示しているが、押出ダイ４１の向きはこの状態に限定されず、例えば横向きにしてＰＯＦ原糸１２が水平方向などの角度で押し出されてもよい。

拡散部６０を有する第３ダイ本体５５の外周部には、複数のヒータからなる温度制御部（図示しない）が設けられており、拡散部６０が加熱されるようになっている。この加熱により、ドーパントの拡散が徐々に進行し、図３に示すような径方向における屈折率変化をＰＯＦ原糸１２に発現させることができる。

冷却装置４３としては、連続搬送されているＰＯＦ原糸１２を、連続的に冷却することができるものが好ましく、本実施形態では、簡易的かつ十分な冷却を得られる点で、水槽を用いている。しかし、冷却装置４３としては、この様態に限定されるものではなく、例えば、冷媒を通過させることができるジャケットを備えたパイプを冷却装置４３として用いて、このパイプ中に被冷却物を通すことで、これを冷却させることもできるし、風を被冷却物に吹き付ける送風機構を用いることもできる。なお、本実施形態においては、ＰＯＦ原糸１２の溶融押出における張力を微調整するために、シフト機構を有するガイドプーリ６１を水槽中に設けている。しかし、このガイドプーリ６１の使用について本発明は限定せず、また、用いる場合であってもこのガイドプーリ６１と水槽との相対位置については特に限定されないし、ガイドプーリ６１に代えてローラなどを用いてもよい。

また図示しないが、冷却装置４３の下流に第１外径測定機を設けて、連続的に搬送されるＰＯＦ原糸１２の外径を連続的、かつ非接触で測定することが好ましい。第１外径測定機としては、市販の各種測定機を用いることができる。このように、ＰＯＦ原糸１２の外径を連続的に測定しながら、作業を行うと、所望の外径のＰＯＦ１１を効率よく作製することができる。

冷却されたＰＯＦ原糸１２は、低速ゴデットロール４４で巻きかけられて冷却装置４３から引き取られた後に、加熱機４５内に搬送される。加熱機４５の内部には、ＰＯＦ原糸１２をその走行方向に沿って加熱することができるヒータ（図示しない）が備えられており、このヒータは、ＰＯＦ原糸１２の搬送方向に沿って温度を変化させることができる。このようにPOF原糸１２を加熱すると、この中に含有するドーパントの拡散を充分に行うことができる。ただし、本発明においては、ＰＯＦ原糸１２の加熱方法は、ヒータや加熱気体を吹き付ける方法に限定されない。例えば、赤外線や近赤外線の輻射加熱式などの加熱手段を加熱機４５に代えて用いてもよい。また、加熱機４５内で加熱されている間に、ＰＯＦ原糸１２には、張力が与えられる。これにより、ＰＯＦ原糸１２は加熱延伸されてＰＯＦ１１となる。このときＰＯＦ原糸１２に付与される張力は、低速ゴデットロール４４や高速ゴデットロール４６の駆動速度および、巻取機４８などにより調整される。

加熱機４５により加熱されたＰＯＦ１１は、さらに高速ゴデットロール４６に巻き掛けられながら引き取られた後に、冷却機４７により冷却される。本実施形態では、冷却機４７としては、ＰＯＦ１１を挟み込むようにして、１対の送風ダクトを設け、ここから加熱延伸された部分に風を吹き付けている。こうした場合には、効率よくＰＯＦ１１を冷却させることができるとともに、製造ラインの短縮化をも図ることができる。なお、本実施形態では、冷却機４７として送風ダクトを加熱機４５の下流側に配しているが、これに代えて、送風ダクトを加熱機４５内であってヒータ（図示しない）の下流に設けてもよい。ただし、冷却方法は、本実施形態のような冷風吹き付けによる方法に限定されず、公知の各種冷却方法を適用してよく、例えば、冷媒を通したジャケットを有する管内に溶融部分を通過させる方法などがある。

冷却機４７により冷却されたＰＯＦ１１は、巻取テンションを制御されながら巻取機４８により巻き取られる。巻取機４８には複数のガイドプーリ６２が配されており、これにより支持されながら搬送された後に巻取ローラ６３で巻き取られる。なお、巻取ローラ６３で巻き取られたＰＯＦ１１においては、その後に、恒温槽（図示しない）を用いて一定時間加熱を行うと、ＰＯＦ１１中に含まれるドーパントの拡散を充分に行うことができるので、より好ましい。また、本実施形態においては、ＰＯＦ製造ライン４０として、溶融押出装置４２でＰＯＦ原糸１２を作製する工程と、加熱機４５により加熱する間に張力を付与することで、ＰＯＦ原糸１２を加熱延伸してＰＯＦ１１を作製する加熱延伸工程とを連続工程として示したが、この２つの工程の連続性については、特に限定されるものではなく、例えば、ＰＯＦ原糸１２を一旦ボビンに巻き取り、それを巻きほどきながら加熱延伸させてＰＯＦ１１を作製する方法もある。

本発明においては、加熱延伸後に巻取機４８で巻き取られたＰＯＦ１１において、図２に示すように、クラッド部２２の外径をＤ１、アウターコア部２４の外径をＤ２、インナーコア部２５の外径をＤ３としたとき、その構造が下記の式（Ａ）を満たすように調整される。好ましくは、下記の式（Ｂ）であり、より好ましくは下記の式（Ｃ）を満たすことである。被覆前において、ＰＯＦ１１の構造がこれらの式を満たす場合には、後述するように、その外周を被覆材で被覆しても、ＰＯＦ１１に対する熱ダメージを抑えることができるので、それ自身の伝送損失の上昇を抑制することができる。式（Ａ）〜（Ｃ）において、コア部２１を形成する層が複数ある場合には、最外層のコア部（図２ではアウターコア部２４）の外径の値を用いる。
（Ａ） クラッド部の外径Ｄ１≧コア部の外径Ｄ２×１．５
（Ｂ） クラッド部の外径Ｄ１≧コア部の外径Ｄ２×１．８
（Ｃ） クラッド部の外径Ｄ１≧コア部の外径Ｄ２×２．０

本実施形態では、ＰＯＦ原糸１２を共押し出しによる溶融押出方法を用いて作製したが、特に限定はされない。例えば、繊維状重合体は、プリフォームをＰＯＦよりも太い繊維状に加熱延伸されて得られたものであってもよい。この方法によると、プリフォームを１度の溶融延伸でＰＯＦとする方法よりも、機械的強度が大きく、外径の変動幅が小さいＰＯＦが得られ、さらにＰＯＦが巻かれたボビンでの経時的な巻き締まりが抑制されるという効果がある。

本発明によるＰＯＦ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。

保護層の形成方法について以下に説明する。図５に、ＰＯＦ１１を被覆してプラスチック光ケーブルを作製する被覆工程７０を示す。被覆工程７０は、ＰＯＦ１１を送り出す送出機７１を有する送線部７２と、ＰＯＦ１１の外周を被覆材で被覆する被覆部７３と、外周が被覆されることで得られるプラスチック光ケーブル１７を冷却する冷却部７５と、これを引き取る引取部７６と、巻取機８３を有する巻取部７８からなる。

被覆工程７０において、ＰＯＦ１１からプラスチック光ケーブル１７が作製される流れについて説明する。ＰＯＦ１１は、送線部７２に備えられている送出機７１から、複数のガイドプーリ１００により支持されながら、所定の張力で連続して被覆部７３に送出される。このとき、送線部７２の内部には、その内部の温度が所定の温度になるように調節することができる温度調節設備（図示しない）が設けられていることが好ましい。送線部７２内の温度は、ＰＯＦ１１を構成する成分のＴｇ以下の温度であることが好ましい。このような場合には、ＰＯＦ１１の形状を変化させることなく、またひびや割れが生じることを抑制しながら送り出すことができる。

送線部７２より搬送されたＰＯＦ１１は、被覆部７３においてその外周が被覆されて、プラスチック光ケーブル１７となる。被覆部７３内には、被覆装置（図示しない）が設けられており、これにより、ＰＯＦ１１の外周が被覆材で被覆される。ＰＯＦ１１は、被覆部７３の内部を連続かつ、張力が調整されながら搬送される。このとき張力は、送出機７１からの送り出し張力や、温度、速度、などを調整されることで制御される。このように被覆時において、張力を調整することで、その伸び率を調整する。好ましくは、延伸前のＰＯＦ１１の長手方向の長さに対して、その伸び率が、１％以下になるようにすることであり、より好ましくは、０．５％以下であり、特に好ましくは、０．１％以下である。この伸び率を測定する方法としては、例えば、被覆前のＰＯＦ１１に任意に２箇所マーキングを行い、被覆後においてこれらのマーキング位置がどの程度変化したかについて測定を行い、測定値を基にして伸び率を算出する方法が挙げられる。ただし、本発明においては、伸び率の測定方法に関しては特に限定されない。このように、ＰＯＦ１１の伸び率を調整した場合には、ＰＯＦ１１の変形を抑制することができるとともに、熱と張力とによる屈折率分布のプロファイルがひずむことが防止される。これによって、被覆時においてＰＯＦ１１の伝送損失の上昇を抑制することができる。なお、被覆部７３の内部においては、被覆装置（図示しない）の下流に延伸装置（図示しない）を設けて、これらを直結させて、被覆と延伸とを同時に（または、延伸直後に）行ってもよい。被覆については、後で詳細に説明する。

送線部７２と被覆部７３の間に、冷却手段（図示しない）を設けてＰＯＦ１１の温度を冷却することが好ましい。このとき用いる冷却手段は、特に限定されないが、ＰＯＦ１１の温度が、５℃〜３５℃まで冷却されるようにする。このように、被覆材を被覆して保護層を形成する前にＰＯＦ１１を冷却すると、被覆する際の熱ダメージを低減することができるため好ましいが、この冷却手段は、省略することもできる。

外周が被覆材で被覆されたプラスチック光ケーブル１７は、冷却部７５に送られて冷却される。本実施形態においては、冷却部７５として水槽を設けて、冷水により冷却する。このように水冷によりプラスチック光ケーブル１７を冷却する場合には、図５に示すように、冷却部７５の下流に水分除去装置８０を設けて、プラスチック光ケーブル１７の水分を除去する。本実施形態においては、プラスチック光ケーブル１７の冷却方法として、水槽を用いたが、特に限定されず、他の冷却方法を用いることができる。例えば、送風機を設けた筐体を用いて、その内部にプラスチック光ケーブル１７を通過させる間に、直接送風して冷却させてもよい。

冷却されたプラスチック光ケーブル１７は、複数のガイドプーリ８１と引き取りローラ８２が備えられている引取部７６に搬送された後に、巻取部７８に送り込まれて、その内部に備えられている巻取機８３で巻き取られる。なお、図５では、ＰＯＦ１１を送出機７１から供給する形態を示したが、本発明に用いられる被覆工程７０は、この形態に限定されるものではなく、公知である電気ケーブルや石英ガラス製光ファイバと同様な被覆ラインを用いてもよい。

図６に、被覆部７３の内部に備えられている被覆装置の概略図を示す。被覆装置９０は、被覆材９１の通路となる被覆材流路９２と吐出口９３とを有する。送線部７２から送出されたＰＯＦ１１は、所定の張力で被覆装置９０の内部へ連続して送りこまれる。ＰＯＦ１１は吐出口９３付近において、被覆材９１がその外周に被覆されて、保護層９４が形成されプラスチック光ケーブル１７となる。

被覆材９１は、温度調節機が備えられたタンク（図示しない）内に貯蔵されている。このタンク内の温度は、被覆材９１の種類により異なるが、被覆材９１が所望の流動性を発現することができる粘度を示すような溶融状態に保持できる温度であることが好ましい。また、被覆材流路９２内も、同様にして所望の温度に調整されていることが好ましい。そのために、被覆装置９０の内部には、温度調節機（図示しない）が設けて、これにより内部の温度を調整することが好ましい。ＰＯＦ１１の外周に被覆材９１を被覆するとき、その被覆材９１の温度（被覆温度）は、ＰＯＦ１１に移動する熱量を低減するためにもできるかぎり低くすることが好ましい。例えば、ポリエチレンを被覆材９１として用いる場合には、被覆温度を１４０℃以下とすることが好ましく、より好ましく１３０℃以下とすることである。なお、被覆温度の下限値は、特に限定されるものではないが、被覆材９１が流動性を有する温度以上とする必要がある。例えば、被覆材９１として、低密度ポリエチレンを用いる場合には、１１０℃〜１３０℃であることが好ましい。

また、被覆時におけるＰＯＦ１１の伸び率が、１％以下であることが好ましく、より好ましくは、０．５％以下であり、特に好ましくは、０．１％以下である。このように、伸び率を調整した場合には、ＰＯＦ１１の変形を抑制することができるとともに、熱と張力とによる屈折率分布のプロファイルがひずむことを防止する。被覆時においてＰＯＦ１１の伝送損失の上昇を抑制することができる。なお、被覆部７３の内部においては、被覆装置（図示しない）の下流に延伸装置（図示しない）を設けて、これらを直結させて、被覆と延伸とを同時に（または、延伸直後に）行ってもよい。

被覆時におけるＰＯＦ１１の形態などは、特に限定されるものではないが（図２参照）、その直径Ｄ（最外層クラッド部２２の外径に等しい）（μｍ）が、２００μｍ以上１５００μｍ以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは２００μｍ以上８００μｍ以下のものを用いることである。また、コア部２１およびクラッド部２２の外径Ｄ１〜Ｄ３に関しては、上述の式（Ａ）〜（Ｃ）を満たしていることが好ましい。

ＰＯＦ１１の搬送速度も特に限定されるものではないが、１０ｍ／ｍｉｎ以上１００ｍ／ｍｉｎ以下の範囲であることが好ましい。１０ｍ／ｍｉｎ未満であると、生産性が悪化して、コストが高くなってしまう。また、被覆装置９０の内部は、被覆材９１の流動性を保持するなどの目的から、加熱されているが、被覆装置９０内を通過する時間が長くなると、その放射熱によりＰＯＦ１１に熱ダメージが生じるおそれがある。したがって、搬送速度は１０ｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。また、搬送速度を１００ｍ／ｍｉｎより速くすると被覆材である被覆材９１とＰＯＦ１１との密着性が劣り、被覆材９１の剥離や樹脂の結晶化による機械的特性の変化などの問題が生じるおそれがある。

吐出口９３において、その外周に被覆材９１が被覆されることで保護層９４が形成されたＰＯＦ１１は、プラスチック光ケーブル１７として、冷却部７５へ送出されて、冷却される（図５参照）。被覆材９１を被覆する際に、流路９２に流し込む被覆材９１の量（流動量）は、所望の保護層の厚みや形状、また被覆材の種類などに応じて適宜決定した値を用いればよく、特に限定はされない。

以上のような被覆装置９０を用いて被覆を行うと、ＰＯＦ１１の外周に対する被覆材９１の被覆を容易に行うことができ、かつＰＯＦ１１への熱ダメージや保護層形成不良などのトラブルの発生を防止できる。また、被覆時の保護層９４の厚みＴc （μｍ）が１００μｍ以上５００μｍ以下となるよう被覆することが好ましい。この場合には、ＰＯＦ１１に過大な応力がかかることが無くなる。なお、固化した保護層９４は、その素材によっては収縮が生じる場合がある。

被覆材９１としては、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。ただし、ＰＯＦ１１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。好ましくは、ＰＯＦ１１を形成する材料のガラス転移温度Ｔｇ（℃）以下であり、かつ（Ｔｇ−５０）℃以上で硬化できる熱可塑性樹脂を用いることである。生産コストの低減のためには、成形時間（材料が硬化する時間）が１秒以上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。なお、ＰＯＦ１１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、ＰＯＦ１１を構成するポリマーが、ガラス転移温度を持たない場合には、相転移温度（例えば、融点など）の最も低いものをＴｇ（℃）とみなす。

前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）ポリプロピレン（ＰＰ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリエステル、ナイロンなどが挙げられる。また、前記被覆材として、各種エラストマーを用いることもできる。前記エラストマーを被覆材として用いた場合には、その高弾性により、曲げなどの機械的な特性付与を行うことができる。前記エラストマーとしては、例えば、イソプレン系ゴム、ブタジエン系ゴム、ジエン系特殊ゴムなどの各種ゴムや、室温においては流動性を示すが、加熱によりその流動性が消失して硬化するポリジエン系やポリオレフィン系などの液状ゴム、または、室温ではゴム弾性を示すが、高温においては可塑化されて成形が容易となる物質群である各種熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）などが挙げられる。さらに、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も用いることができる。例えば、国際公開第９５／２６３７４号パンフレットに記載されている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。

被覆材９１は、ＰＯＦ１１に用いられているポリマーのガラス転移温度Ｔｇ以下において成形することが可能なものであれば、特に限定されず、各材料間もしくは上記以外の共重合体や混合ポリマーとして組み合わせて用いることもできる。その他には、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、無機化合物または有機化合物からなる各種フィラを用いることもできる。

また、本実施形態においては、ＰＯＦ１１の外周を被覆材９１で被覆したものをプラスチック光ケーブル１７とした様態を示したが、ＰＯＦ１１をそのまま束ねて被覆したものを光ケーブルとして称する場合もある。したがって、被覆の形態としては、被覆材とＰＯＦとの界面が全周にわたって接している状態において被覆されている密着型被覆と、被覆材とＰＯＦとの界面に空隙を有するルース型被覆とがある。ルース型被覆において、例えば、コネクタとの接続部において保護層を剥離した場合には、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、密着型被覆とルース型被覆とを比較した場合には、通常は密着型被覆であることが好ましい。

しかし、ルース型被覆の場合には、被覆材とＰＯＦとが密着していないので、光ケーブルにかかる応力や、熱をはじめとするダメージの多くを保護層で緩和させることができる。そのため、ＰＯＦにかかるダメージを軽減させることができることから、用途によっては好ましく用いることができる。水分の伝播については、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させることにより、端面からの水分伝播を防止できる。また、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水分伝播防止と異なる機能を付与することにより、より高い性能の被覆を形成することができる。なお、ルース型被覆を作製するには、クロスヘッドダイの押出し口ニップルの位置を調整して、さらに減圧装置を加減することにより空隙層を作ることができる。前記空隙層の厚みは、前記ニップル厚みと前記空隙層を加圧／減圧することにより調整することが可能である。

本発明によるＰＯＦは、必要に応じて上記の保護層を１次保護層とし、外周にさらに２次（または多層）保護層を設けてもよい。前記１次保護層が十分な厚みを有している場合には、前記１次保護層の存在により熱ダメージを低減することができることから、２次保護層の素材における硬化温度の制限は、前記１次保護層を被覆する場合に比べて、緩和することができる。前記２次保護層には被覆用素材において説明したように、難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ラジカル捕獲剤、滑剤などの添加剤を導入してもよい。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕
図１に示す工程に基づき、ＰＯＦ製造ライン４０（図４参照）を用いてＰＯＦ原糸１２を作製後、それを被覆工程７０（図５参照）に送り込んで、外周を被覆材で被覆してプラスチック光ケーブル１７とした。溶融押出装置４２としては、３台のスクリュー押出機（φ１６ｍｍ）からなる３層共押出紡糸装置を用いた。クラッド部２２を形成する第１原料としてはＰＶＤＦを１００重量部、アウターコア部２４を形成する第２原料としてはＰＭＭＡを１００重量部、インナーコア部２５を形成する第３原料としてはＰＭＭＡ＋ＤＰＳ（２０％）を１００重量部それぞれ用いた。これらの各原料を押出機から流路に押出す際の押出温度は、それぞれ、２３０℃、２４０℃、２１０℃とし、クラッド部２２の外径Ｄ１が１ｍｍのＰＯＦ原糸１２を押出した。このＰＯＦ原糸１２のアウターコア部２４の外径Ｄ２は５００μｍ、インナーコア部２５の外径Ｄ３は２５０μｍであった。

冷却装置４３として水槽を用いてＰＯＦ原糸１２を冷却した後、低速ゴデットロール４４により５ｍ／分の速度で引き取り、さらに、加熱機４５として１５０℃に調整したオーブンを用いて加熱しながら、高速ゴデットロール４６により９ｍ／分の速度で延伸しながら引き取りＰＯＦ１１とした後に、さらに巻取機４８で巻き取った。このとき得られたＰＯＦ１１は、クラッド部２２の外径Ｄ１が約７５０μｍ、アウターコア部２４の外径Ｄ２が約４２０μｍ、インナーコア部２５の外径Ｄ３が約１８７μｍであった。このとき、コア部２１の外径とクラッド部２２との外径は、クラッド部２２の外径Ｄ１≧コア部２１の外径Ｄ２×１．５を満足する。また、実施例１においては、巻き取った後のＰＯＦ１１を、１９０℃の恒温槽で５分間加熱した後、室温で自然冷却させた。

作製したＰＯＦ１１を、送出機７１（図５参照）を用いて、０．４９Ｎの張力で連続して被覆部７３に送り込んだ後に、被覆装置（φ３０ｍｍスクリュー押出機；図示しない）を用いて被覆材９１をその外周に被覆させてプラスチック光ケーブル１７を作製した。このとき、被覆材９１としては、ＬＤＰＥ（ＭＦＲ＝５０）を用いて、被覆温度を１３０℃、２０ｍ／分の被覆条件で、被覆後のクラッド部２２の外径Ｄ１が１．２ｍｍとなるように被覆した。外周を被覆材で被覆したプラスチック光ケーブル１７を、冷却部７５に送り込んで、冷却させた。このとき、冷却手段としては、１５℃の水を入れた水槽を用いた。冷却した後、プラスチック光ケーブル１７を引取部７６に送り込み、続いて、巻取機８３で巻き取った。巻取時の張力は、０．９８Ｎとなるように調整した。なお、被覆前後でのＰＯＦ１１の伸び率は０．１％〜０．３％であった。

〔比較例１〕
実施例１と同じ材料，製造方法（条件、装置を含む）を用いてプラスチック光ケーブル１７を作製した。ただし、押出ダイ４１からは、クラッド部２２の外径Ｄ１が１ｍｍであり、アウターコア部２４の外径Ｄ２が６００μｍ、インナーコア部２５の外径Ｄ３が３００μｍのＰＯＦ原糸１２を押し出した。押出されたＰＯＦ原糸１２は加熱延伸されてＰＯＦ１１とした。巻取機４８で巻き取った際には、クラッド部２２の外径Ｄ１が約７５０μｍ、アウターコア部２４の外径Ｄ２が約５０２μｍ、インナーコア部２５の外径Ｄ３が約２２４μｍであった。なお、被覆前後でのＰＯＦ１１の伸び率は、０．３％〜０．８％であった。

〔比較例２〕
実施例１と同じ材料，製造方法（条件、装置を含む）を用いてプラスチック光ケーブル１７を作製した。押出ダイ４１からは、実施例１と同形のＰＯＦ１１を作製した。ただし、被覆工程７０では、実施例１と同じ被覆材９１および被覆速度を用いたが、被覆温度を１４０℃と変更して被覆した。なお、被覆前後でのＰＯＦ１１の伸び率は２．０％〜４．０％であった。

〔評価方法〕
被覆時のＰＯＦ１１の伝送損失を、カットバック法により測定した。このとき、伝送損失が２００ｄＢ／ｋｍ以下であれば、実用上問題ないレベル（○）とし、同等あるいは若干劣るレベル（△）、使用不可能なレベル（×）の３段階で判断・評価した。

表１に、本発明により実施した実施例１、比較例１、比較例２の評価結果を示す。

表１からも明らかなように、実施例１では、Ｄ１＝７５０μｍ，Ｄ２＝４２０μｍでああり、Ｄ１≧Ｄ２×１．５を満たすＰＯＦ１１を用いて、その伸び率が１％以下（０．１％〜０．３％）になるようにしてプラスチック光ケーブル１７を作製した。その結果、被覆時の伝送損失の値が１４０〜１６０ｄＢ／ｋｍであり、実用上問題ないレベル（○）であることを確認した。比較例１では、Ｄ１＝７５０μｍ，Ｄ２＝５０２μｍであり、Ｄ１≦Ｄ２×１．５となるようなコア部２２の外径が大きいＰＯＦ１１を用いて、被覆時における伸び率が０．３〜０．８％になるようにしてプラスチック光ケーブル１７を作製した。その結果、被覆時の伝送損失の値が２００〜２３０ｄＢ／ｋｍとなり、２００ｄＢ／ｋｍ以上ではあるが、実用上若干の問題が残るレベル（△）であることを確認した。さらに、比較例２では、実施例１と同様にしてＤ１が７５０μｍで、Ｄ２が４２０μｍであるために、Ｄ１≧Ｄ２×１．５を充足するが、被覆時においてＰＯＦ１１の伸び率が２．０〜４．０％となるように、被覆時において伸び率が大きくなるようにして被覆を行い、プラスチック光ケーブル１７を作製した。その結果、被覆時の伝送損失の値が２３０〜２５０ｄＢ／ｋｍとなり、実用上使用できないレベル（×）であることを確認した。以上より、ＰＯＦ１１の外周を被覆材で被覆してプラスチック光ケーブル１７を製造する際において、伝送損失の上昇を抑制し、かつ施工性の優れたプラスチック光ケーブル１７を製造するためには、クラッド部２２の外径Ｄ１≧コア部２１の外径Ｄ２×１．５を充足するＰＯＦ１１を用いて、被覆時におけるその伸び率を１％以下にすることが有効であることを確認することができた。

本発明を実施したプラスチック光ケーブルを製造するフロー図である。 ＰＯＦの断面図である。 図２のＰＯＦの断面径方向における屈折率を示す図である。 本発明でのＰＯＦ製造ラインの概略図である。 本発明での被覆工程の概略図である。 本発明での被覆装置の概略図である。

符号の説明

１１ プラスチック光ファイバ
１２ ＰＯＦ原糸
１７ プラスチック光ケーブル
１８ 被覆工程
２１ コア部
２２ クラッド部
２４ アウターコア部
２５ インナーコア部
４０ ＰＯＦ製造ライン
４２ 溶融押出装置
７０ 被覆工程
７３ 被覆部
９０ 被覆装置

Claims (3)

1. コア部と、このコア部よりも屈折率が低いクラッド部とを有するプラスチック光ファイバへ樹脂を被覆するプラスチック光ファイバの被覆方法において、
   前記クラッド部の外径をＤ１、前記コア部の外径をＤ２としたときに、
   Ｄ１≧Ｄ２×１．５の関係を満たし、前記プラスチック光ファイバの伸び率を１％以下として被覆を行うことを特徴とするプラスチック光ファイバの被覆方法。
2. 前記コア部が、中央部に向かうにしたがい、その屈折率が次第に高くなる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の被覆方法。
3. 前記コア部および／またはクラッド部が、（メタ）アクリル酸エステルよりなる重合体を主成分とす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の被覆方法。
   
   

Images