JP2019204094A - 光ファイバ、光ファイバケーブル及び通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】耐熱性に優れ、安全性が高い光ファイバ、光ファイバケーブル及び通信機器を提供する。【解決手段】光ファイバ１０は、芯１１と、芯の外周に少なくとも１層の鞘１２とを有する光ファイバであって、鞘が、特定の構造を有するフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ａ）を含む重合体を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ、光ファイバケーブル及び通信機器に関する。

光ファイバは、光伝送、照明、装飾、ディスプレイ等の幅広い用途で用いられている。ガラス系の光ファイバは、広い波長に亘って光伝送性に優れる一方で、加工性や機械特性に劣る等の課題を有する。一方、プラスチック光ファイバは、例えば、ポリメチルメタクリレート等の透明性の高い樹脂からなる芯に、芯よりも低屈折な透明性の高い樹脂で芯の外周を被覆した構造を有するものが挙げられる。プラスチック光ファイバは、ガラス系光ファイバに比べて、柔軟性や加工性に優れる等の特徴を有する。

一方、プラスチック光ファイバは、自動車内の光情報伝送体等、高温下で用いられることも多く、より高い耐熱性が要求されている。特許文献１には、芯の外周に配置された鞘の材料として、２−（パーフルオロオクチル）エチルメタクリレート由来の繰り返し単位を含む樹脂を用いたプラスチック光ファイバが提案されている。

特開２００３−１３９９７３号公報

しかしながら、特許文献１に提案されるプラスチック光ファイバは、耐熱性が改善されるものの、更なる改善が望まれる。また、２−（パーフルオロオクチル）エチルメタクリレートの原料の製造過程で、第一種特定化学物質であるパーフルオロオクタンスルホン酸や第二種監視物質であるパーフルオロオクタン酸等、規制物質が副反応等で生成する場合がある。

本発明の目的は、耐熱性に優れ、安全性が高い光ファイバを提供することにある。

本発明は、以下の［１］〜［１７］である。

［１］芯と、芯の外周に少なくとも１層の鞘とを有する光ファイバであって、
鞘が、下記式（１）又は下記式（２）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ａ）を含む重合体を含む、光ファイバ。

（式（１）中、ｍは１又は２、ｎは５〜７の整数、Ｒは水素原子又はメチル基を示す。）

（式（２）中、ｍは１又は２、ｎは５〜８の整数、Ｒは水素原子又はメチル基を示す。）。

［２］式（１）又は式（２）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートが、式（１）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートである、［１］に記載の光ファイバ。

［３］式（１）又は式（２）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートが、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレートである、［１］に記載の光ファイバ。

［４］鞘を構成する重合体が、更に下記式（３）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｂ）を含む、［１］〜［３］のいずれかに記載の光ファイバ。

（式（３）中、ｐは１又は２、ｑは１〜４の整数、Ｒは水素原子又はメチル基、Ｘは水素原子又はフッ素原子を示す。）。

［５］鞘を構成する重合体が、更にフッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｃ）を含む、［１］〜［４］のいずれかに記載の光ファイバ。

［６］鞘を構成する重合体が、更に親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）を含む、［１］〜［５］のいずれかに記載の光ファイバ。

［７］鞘を構成する重合体が、鞘を構成する重合体１００質量％中、式（１）又は式（２）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ａ）を１５〜６０質量％、式（３）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｂ）を２０〜７０質量％、フッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｃ）を１０〜３０質量％、親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）を０．１〜１０質量％含む、［４］に記載の光ファイバ。

［８］鞘を構成する重合体が、鞘を構成する重合体１００質量％中、式（１）又は式（２）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ａ）を１０〜５０質量％、フッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｃ）を４０〜８０質量％、親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）を０．１〜１０質量％含む、［１］〜［３］のいずれかに記載の光ファイバ。

［９］鞘を構成する重合体が、鞘を構成する重合体１００質量％中、親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）を１．５質量％以上含む、［６］に記載の光ファイバ。

［１０］鞘を構成する重合体のガラス転移温度Ｔｇ（℃）と鞘を構成する重合体の屈折率ｎとが下記式（４）を満たす、［１］〜［９］のいずれかに記載の光ファイバ。

Ｔｇ≧３７５×ｎ−４５５ （４）。

［１１］１層のみ鞘を有する、［１］〜［１０］のいずれかに記載の光ファイバ。

［１２］２層以上の鞘を有する、［１］〜［１０］のいずれかに記載の光ファイバ。

［１３］単数の芯を有する、［１］〜［１２］のいずれかに記載の光ファイバ。

［１４］複数の芯を有する、［１］〜［１２］のいずれかに記載の光ファイバ。

［１５］［１］〜［１４］のいずれかに記載の光ファイバと、光ファイバの外周に被覆層とを有する、光ファイバケーブル。

［１６］被覆層が、ポリオレフィン樹脂又は塩素化ポリオレフィン樹脂を５０質量％以上含む、［１５］に記載の光ファイバケーブル。

［１７］［１］〜［１４］のいずれかに記載の光ファイバを含む、通信機器。

本発明によれば、耐熱性に優れ、安全性が高い光ファイバを提供することができる。

本発明の光ファイバの一例であるステップ・インデックス型光ファイバの例を示す模式的断面図である。 本発明の光ファイバの一例である多芯光ファイバの例を示す模式的断面図である。

［光ファイバ］
本発明の光ファイバは、芯と、芯の外周に少なくとも１層の鞘とを有する。光ファイバの種類としては、例えば、ステップ・インデックス型光ファイバ、マルチステップ・インデックス型光ファイバ、グレーテッド・インデックス型光ファイバ、多芯光ファイバ等が挙げられる。これらの光ファイバの種類の中でも、耐熱性に優れることから、ステップ・インデックス型光ファイバ、多芯光ファイバが好ましく、より長距離の通信を可能とすることから、ステップ・インデックス型光ファイバがより好ましい。

ステップ・インデックス型光ファイバは、芯と鞘との界面で光を全反射させ、芯内で光を伝播させる。ステップ・インデックス型光ファイバとしては、例えば、図１（ａ）に示すような芯１１と芯１１の外周に１層の鞘１２を有するステップ・インデックス型光ファイバ、図１（ｂ）に示すような芯１１と芯１１の外周に２層の鞘１２ａ、鞘１２ｂを有するステップ・インデックス型光ファイバ等が挙げられる。鞘は１層でもよく、２層以上でもよい。

多芯光ファイバは、芯と鞘との界面で光を全反射させ、複数の芯内で光を伝播させる。多芯光ファイバとしては、例えば、図２（ａ）に示すような複数の芯１１を１つの鞘（海部）１２ｃで取り囲んで一纏めにした多芯光ファイバ、図２（ｂ）に示すような複数の芯１１のそれぞれが外周に鞘１２を有し、更に１つの鞘（海部）１２ｃで取り囲んで一纏めにした多芯光ファイバ等が挙げられる。芯は単数でも複数でもよい。

（芯）
芯を構成する材料（以下、「芯材」という。）は、透明性の高い材料であれば特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。透明性の高い材料としては、例えば、ガラス；アクリル樹脂、スチレン樹脂、カーボネート樹脂等の樹脂が挙げられる。これらの透明性の高い材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。これらの透明性の高い材料の中でも、柔軟性に優れることから、樹脂が好ましく、より長距離の通信を可能とすることから、アクリル樹脂がより好ましい。

アクリル樹脂としては、例えば、メチルメタクリレート単独重合体（ＰＭＭＡ）、メチルメタクリレート由来の繰り返し単位を５０質量％以上含む共重合体等が挙げられる。これらのアクリル樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。これらのアクリル樹脂の中でも、光学性能、機械強度、耐熱性、透明性に優れることから、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレート由来の繰り返し単位を５０質量％以上含む共重合体が好ましく、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレート由来の繰り返し単位を６０質量％以上含む共重合体がより好ましく、メチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレート由来の繰り返し単位を７０質量％以上含む共重合体が更に好ましく、メチルメタクリレート単独重合体が特に好ましい。尚、本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートをいう。

芯材の製造方法としては、例えば、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法等が挙げられる。これらの芯材の製造方法の中でも、不純物の混入を抑制できることから、塊状重合法、溶液重合法が好ましい。

（鞘）
鞘は、芯の外周に少なくとも１層形成される。鞘を構成する材料（以下、「鞘材」という。）は、下記式（１）又は下記式（２）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ａ）（以下、「単量体単位（Ａ）」という。）を含む重合体（以下、「重合体」という。）を含む。鞘材は、前記重合体からなってもよい。

（式（１）中、ｍは１又は２、ｎは５〜７の整数、Ｒは水素原子又はメチル基を示す。）

（式中、ｍは１又は２、ｎは５〜８の整数、Ｒは水素原子又はメチル基を示す。）
単量体単位（Ａ）を構成するための単量体は、上記式（１）又は上記式（２）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートである。上記式（１）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−（パーフルオロヘキシル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロペンチル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロヘプチル）エチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。上記式（２）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの単量体単位（Ａ）を構成するための単量体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの単量体単位（Ａ）を構成するための単量体の中でも、単量体の製造が容易であることから、上記式（１）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートが好ましく、コストが低く、光ファイバの耐熱性、機械特性に優れることから、２−（パーフルオロヘキシル）エチル（メタ）アクリレートがより好ましく、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレートが更に好ましい。

重合体は、単量体単位（Ａ）以外にも、更に下記式（３）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｂ）（以下、「単量体単位（Ｂ）」という。）を含むことが、光ファイバの耐熱性、機械特性の観点から好ましい。

（式（３）中、ｐは１又は２、ｑは１〜４の整数、Ｒは水素原子又はメチル基、Ｘは水素原子又はフッ素原子を示す。）
単量体単位（Ｂ）を構成するための単量体は、上記式（３）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートである。上記式（３）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの具体例としては、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロブチル）エチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの単量体単位（Ｂ）を構成するための単量体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの単量体単位（Ｂ）を構成するための単量体の中でも、単量体の製造が容易であることから、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレートが好ましく、コストが低く、光ファイバの耐熱性、機械特性に優れることから、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレートがより好ましく、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレートが更に好ましい。

重合体は、単量体単位（Ａ）以外にも、更にフッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｃ）（以下、「単量体単位（Ｃ）」という。）を含むことが、重合反応性、製造コスト、光ファイバの耐熱性、機械特性の観点から好ましい。

単量体単位（Ｃ）を構成するための単量体は、フッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレートであり、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの単量体単位（Ｃ）を構成するための単量体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの単量体単位（Ｃ）を構成するための単量体の中でも、単量体の製造が容易で、コストが低く、重合反応性に優れ、光ファイバの耐熱性、機械特性に優れることから、メチル（メタ）アクリレートが好ましく、メチルメタクリレートがより好ましい。

重合体は、単量体単位（Ａ）以外にも、親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）（以下、「単量体単位（Ｄ）」という。）を含むことが、芯と鞘との密着性、光ファイバの耐熱性の観点から好ましい。ここで、親水性の単量体の「親水性」とは、水との親和性が大きいことを示す。親水性の単量体は、カルボキシル基、水酸基又はエポキシ基を有することが好ましい。尚、単量体単位（Ｃ）は、親水性の単量体の単位（Ｄ）以外とする。

単量体単位（Ｄ）を構成するための単量体は、親水性の単量体であり、例えば、（メタ）アクリル酸、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの単量体単位（Ｄ）を構成するための単量体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの単量体単位（Ｄ）を構成するための単量体の中でも、芯と鞘の密着性に優れ、光ファイバの耐熱性に優れることから、（メタ）アクリル酸が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。

重合体は、単量体単位（Ａ）以外にも、必要に応じて、単量体単位（Ａ）〜（Ｄ）以外の他の単量体由来の繰り返し単位（Ｅ）（以下、「単量体単位（Ｅ）」という。）を含んでもよい。

単量体単位（Ｅ）を構成するための単量体は、単量体単位（Ａ）を構成するための単量体、必要に応じて、単量体単位（Ｂ）を構成するための単量体、単量体単位（Ｃ）を構成するための単量体、単量体単位（Ｄ）を構成するための単量体と共重合可能であればよい。但し、単量体単位（Ｅ）を構成するための単量体として、２−（パーフルオロオクチル）エチル（メタ）アクリレートは除く。

単量体単位（Ｅ）を構成するための単量体としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブテン等のオレフィン類；フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン等のフッ素オレフィン類；スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類等が挙げられる。これらの単量体単位（Ｅ）を構成するための単量体は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

重合体に含まれる各単位の組成は、芯材の種類や所望の光ファイバの特性に応じて、適宜設定すればよい。

重合体が単量体単位（Ａ）、単量体単位（Ｂ）、単量体単位（Ｃ）及び単量体単位（Ｄ）を含む場合、重合体は、芯と鞘の密着性に優れ、光ファイバの耐熱性、機械特性に優れることから、重合体１００質量％中、単量体単位（Ａ）を１５〜６０質量％、単量体単位（Ｂ）を２０〜７０質量％、単量体単位（Ｃ）を１０〜３０質量％、単量体単位（Ｄ）を０．１〜１０質量％含むことが好ましく、単量体単位（Ａ）を２５〜５０質量％、単量体単位（Ｂ）を３０〜５５質量％、単量体単位（Ｃ）を１５〜２５質量％、単量体単位（Ｄ）を０．１〜５質量％含むことがより好ましい。

重合体が単量体単位（Ａ）、単量体単位（Ｃ）及び単量体単位（Ｄ）を含む場合、重合体は、光ファイバの耐熱性、伝送帯域に優れることから、重合体１００質量％中、単量体単位（Ａ）を１０〜５０質量％、単量体単位（Ｃ）を４０〜８０質量％、単量体単位（Ｄ）を０．１〜１０質量％含むことが好ましく、単量体単位（Ａ）を１５〜４０質量％、単量体単位（Ｃ）を６０〜８０質量％、単量体単位（Ｄ）を０．１〜５質量％含むことがより好ましい。

重合体が単量体単位（Ｄ）を含む場合、重合体は、芯と鞘との密着性、光ファイバの耐熱性に優れることから、重合体１００質量％中、単量体単位（Ｄ）を１．５質量％以上含むことが好ましく、１．６質量％以上含むことがより好ましい。また、この場合、重合体は、単量体単位（Ｄ）を５質量％以下含むことが好ましい。

重合体が単量体単位（Ｅ）を含む場合、重合体は、光ファイバ本来の性能を損なわないことから、重合体１００質量％中、単量体単位（Ｅ）を１０質量％以下含むことが好ましく、５質量％以下含むことがより好ましい。尚、重合体は、単量体単位（Ｅ）を含まなくてもよい。

重合体の質量平均分子量は、３００００〜６０００００が好ましく、５００００〜４０００００がより好ましい。尚、質量平均分子量は、高速液体クロマトグラフにより測定した値とする。

重合体が単量体単位（Ａ）以外にも単量体由来の繰り返し単位を含む場合、鞘材は、各単量体由来の繰り返し単位を含む共重合体を含んでもよく、各単量体由来の繰り返し単位を含む重合体の混合物を含んでもよいが、製造が容易であることから、共重合体を含むことが好ましい。

重合体のガラス転移温度Ｔｇ（℃）と重合体の屈折率ｎとは、下記式（４）を満たすことが光ファイバの耐熱性、機械特性の観点から好ましい。尚、重合体のガラス転移温度Ｔｇ（℃）と重合体の屈折率ｎは、後述する方法により測定した値とする。

Ｔｇ≧３７５×ｎ−４５５ （４）
鞘を複数有する光ファイバの場合、単量体単位（Ａ）を含む重合体を含む鞘材は、透明性、柔軟性、耐熱性に優れ、光ファイバの耐熱性、機械特性に優れることから、芯を直接被覆する鞘に用いられることが好ましい。例えば、図１（ｂ）に示すステップ・インデックス型光ファイバの場合、単量体単位（Ａ）を含む重合体を含む鞘材は、芯１１を直接被覆する鞘１２ａに用いられることが好ましい。また、例えば、図２（ｂ）に示す多芯光ファイバの場合、単量体単位（Ａ）を含む重合体を含む鞘材は、芯１１を直接被覆する鞘１２に用いられることが好ましい。

鞘を２層有する光ファイバで、１層目（内側の層、図１（ｂ）の場合鞘１２ａ）が単量体単位（Ａ）を含む重合体を含む鞘材で構成される場合、２層目（外側の層、図１（ｂ）の場合鞘１２ｂ）を構成する鞘材は、１層目の鞘材より屈折率が低ければ特に限定されない。しかし、コストが低く、透明性、柔軟性、耐衝撃性、耐薬品性に優れることから、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）単独重合体、ＶＤＦ−トリフルオロエチレン共重合体、ＶＤＦ−テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）共重合体、ＶＤＦ−ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）共重合体、ＶＤＦ−ＴＦＥ−ＨＦＰ共重合体、ＶＤＦ−ＴＦＥ−ＨＦＰ−（パーフルオロ）アルキルビニルエーテル共重合体、ＶＤＦ−ヘキサフルオロアセトン共重合体、ＶＤＦ−ＴＦＥ−ヘキサフルオロアセトン共重合体、エチレン−ＶＤＦ−ＴＦＥ−ＨＦＰ共重合体、エチレン−ＴＦＥ−ＨＦＰ共重合体が好ましく、ＶＤＦ−ＴＦＥ共重合体、ＶＤＦ−ＨＥＰ共重合体、ＶＤＦ−ＴＦＥ−ＨＦＰ共重合体、エチレン−ＶＤＦ−ＴＦＥ−ＨＦＰ共重合体、エチレン−ＴＦＥ−ＨＦＰ共重合体がより好ましい。

（光ファイバの製造方法）
光ファイバの製造方法としては、例えば、溶融紡糸法等が挙げられる。これらの光ファイバの製造方法の中でも、簡便な工程で製造できることから、溶融紡糸法が好ましい。溶融紡糸法によるステップ・インデックス型光ファイバの製造方法は、例えば、芯材及び鞘材をそれぞれ溶融し、複合紡糸を行う方法が挙げられる。

光ファイバを温度差の大きい環境で用いる場合、ピストニングを抑制するため、光ファイバをアニール処理することが好ましい。アニール処理の処理条件は、光ファイバの材料によって適宜設定すればよい。アニール処理は連続で行ってもよく、バッチで行ってもよい。

（径）
光ファイバの直径は、光ファイバの取り扱い性に優れ、光素子との結合効率や光軸ずれに対する許容度の観点から、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．２〜４．５ｍｍがより好ましく、０．３〜４ｍｍが更に好ましい。

ステップ・インデックス型光ファイバにおける芯の直径は、光素子との結合効率や光軸ずれに対する許容度の観点から、ステップ・インデックス型光ファイバの直径に対して８５％以上が好ましく、９０％以上がより好ましく、９５％以上が更に好ましい。芯の直径は、ステップ・インデックス型光ファイバの直径に対して９９．９９％以下とすることが好ましい。

ステップ・インデックス型光ファイバにおける鞘の厚さは、光素子との結合効率や光軸ずれに対する許容度の観点から、ステップ・インデックス型光ファイバの直径に対して１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、５％以下が更に好ましい。鞘の厚さは、ステップ・インデックス型光ファイバの直径に対して０．０１％以上とすることが好ましい。

ステップ・インデックス型光ファイバの鞘を２層とする場合、１層目と２層目とで、厚さの範囲を自由に設定することができる。ステップ・インデックス型光ファイバの鞘を２層とする場合、１層目と２層目の厚さの比（１層目：２層目）は、光ファイバの柔軟性、耐衝撃性、耐薬品性に優れ、光素子との結合効率や光軸ずれに対する許容度の観点から、１：０．１〜１：５が好ましく、１：０．５〜１：４がより好ましく、１：１〜１：３が更に好ましい。

（屈折率）
芯材と鞘材の屈折率は、芯材の屈折率より鞘材の屈折率が低ければ特に限定されないが、光が伝播できる最大角度に対する開口数を大きくできることから、芯材の屈折率が１．４５〜１．５５、鞘材の屈折率が１．３５〜１．５１が好ましく、芯材の屈折率が１．４６〜１．５３、鞘材の屈折率が１．３７〜１．４９がより好ましく、芯材の屈折率が１．４７〜１．５１、鞘材の屈折率が１．３９〜１．４７が更に好ましい。尚、屈折率は、２５℃でナトリウムＤ線を用いて測定した値とする。

（用途）
本発明の光ファイバは、耐熱性に優れ、安全性が高いことから、例えば、通信機器、照明、装飾、ディスプレイ等に用いることができ、特に、通信機器に好適に用いることができる。

［光ファイバケーブル］
本発明の光ファイバケーブルは、本発明の光ファイバと、光ファイバの外周に被覆層とを有する。

被覆層を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂；塩化ビニル樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂等の塩素樹脂；フッ素樹脂；ウレタン樹脂；スチレン樹脂；ポリアミド樹脂等が挙げられる。これらの被覆層を構成する材料は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの被覆層を構成する材料の中でも、光ファイバケーブルの機械特性に優れることから、ポリオレフィン樹脂、塩素樹脂、ポリアミド樹脂が好ましく、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂がより好ましい。

被覆層は、１層でもよく、２層以上でもよい。

［通信機器］
本発明の通信機器は、本発明の光ファイバを含む。通信機器としては、例えば、ＦＡ機器；ＯＡ機器；携帯機器；オーディオ；ＬＡＮ；産業用ロボット；列車内、航空機内、自動車内等の光情報伝送体；センサ等が挙げられる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（屈折率の測定）
製造例で得られた鞘材の屈折率を、アッベ屈折計（機種名「ＮＡＲ−３Ｔ」、（株）アタゴ製）を用いて、２５℃でナトリウムＤ線により測定した。

（ガラス転移温度の測定）
製造例で得られた鞘材のガラス転移温度（Ｔｇ）を、示差走査熱量計（機種名「ＤＳＣ−２００」、セイコーインスツル（株）製）を用いて測定した。具体的には、鞘材を測定用パンに１０ｍｇ入れ、昇温温度５０℃／分で２００℃まで昇温させ、５分間保持して溶融させた。その後、測定用パンをドライアイス上に配置して鞘材を急冷固化させ、昇温温度１０℃／分で２５℃から２００℃まで昇温させ、ショルダー値よりガラス転移温度を求めた。尚、前記ガラス転移温度は光ファイバの耐熱性の指標となる。

（伝送損失の測定）
実施例及び比較例で得られた光ファイバ及び光ファイバケーブルの伝送損失（ｄＢ／ｋｍ）を、波長６５０ｎｍ、入射光のＮＡ（開口数）０．１の光を用い、２５ｍ−１ｍのカットバック法により測定した。

２５ｍ−１ｍのカットバック法による測定は、ＩＥＣ ６０７９３−１−４０：２００１に準拠して行った。具体的には、２５ｍの光ファイバ又は光ファイバケーブルを測定装置にセットし、出力パワーＰ２を測定した。その後、光ファイバ又は光ファイバケーブルをカットバック長（入射端から１ｍ）に切断し、出力パワーＰ１を測定した。以下の数式（１）を用いて光の伝送損失を算出した。

（繰返屈曲の測定）
繰返屈曲の測定は、ＩＥＣ ６０７９４−１：１９９３に準拠して行った。具体的には、長さ４ｍの光ファイバケーブルを繰返屈曲装置（恒温槽付き光ファイバ屈曲試験機、（株）安田精機製作所製）に取り付け、一端に荷重５００ｇｆ（４．９Ｎ）をかけ、この光ファイバケーブルの中央を直径１５ｍｍの２本の円管にて挟持した。この光ファイバケーブルの他端を一方の円管側に移動させて、光ファイバケーブルが９０度折れ曲がるように円管外周に巻き付けた後、他方の円管側に移動させて光ファイバケーブルが９０度折れ曲がるように円管外周に巻き付けて合計１８０度屈曲させ、これを繰り返した。初期値より１ｄＢ伝送損失が増加した時点で試験終了とし、終了時点の繰返屈曲回数を確認した。

［製造例１］
２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレート３５質量部、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート４７質量部、メチルメタクリレート１７質量部、メタクリル酸１質量部、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）０．０５質量部、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）０．０５質量部、ｎ−オクチルメルカプタン０．０３７質量部を混合した。この混合溶液に窒素ガスを１時間バブリングした。次いで、この混合溶液を密封した重合容器に注入し、この重合容器を６５℃の浴槽に５時間入れた。その後この重合容器を１２０℃の蒸気乾燥器に２時間入れ、重合体組成物を得た。得られた重合体組成物を、ベント式一軸押出機を用いて、残存単量体等を除去しつつ溶融混練して、重合体からなる鞘材Ａを得た。

［製造例２〜７］
鞘材の原料である単量体の組成を表１に示すように変更した以外は、製造例１と同様に操作を行い、鞘材Ｂ〜Ｇを得た。

［製造例８〜９］
ｎ−オクチルメルカプタンの量を０．２８５質量部とし、鞘材の原料である単量体の組成を表１に示すように変更した以外は、製造例１と同様に操作を行い、鞘材Ｈ〜Ｉを得た。

［実施例１］
芯材としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、屈折率１．４９２）、鞘材として鞘材Ａ（屈折率１．４１７）を用い、それぞれを溶融して２２５℃の紡糸ヘッドへ供給した。これらを２層構造の同心円状複合紡糸ノズルを用いて紡糸し、１４０℃の熱風加熱炉中で繊維軸方向に２倍に延伸し、鞘の厚さが１０μｍの直径１．０ｍｍの光ファイバを得た。得られた光ファイバの耐熱性（鞘材のガラス転移温度）、伝送損失を表２に示す。

［実施例２〜７、比較例１〜２］
鞘材の種類を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様に操作を行い、光ファイバを得た。得られた光ファイバの耐熱性（鞘材のガラス転移温度）、伝送損失を表２に示す。

［実施例８］
芯材としてポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、屈折率１．４９２）、１層目の鞘材として鞘材Ｅ（屈折率１．４１７）、２層目の鞘材としてフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（フッ化ビニリデン由来の繰り返し単位：テトラフルオロエチレン由来の繰り返し単位＝８０：２０（モル比）、屈折率１．４０５）を用い、それぞれを溶融して２２５℃の紡糸ヘッドへ供給した。これらを３層構造の同心円状複合紡糸ノズルを用いて紡糸し、１４０℃の熱風加熱炉中で繊維軸方向に２倍に延伸し、１層目の鞘の厚さが５μｍ、２層目の鞘の厚さが１０μｍの直径１．０ｍｍの光ファイバを得た。得られた光ファイバの耐熱性（鞘材（１層目）のガラス転移温度）、伝送損失を表３に示す。

［実施例９、比較例３］
鞘材（１層目）の種類を表３に示すように変更した以外は、実施例８と同様に操作を行い、光ファイバを得た。得られた光ファイバの耐熱性（鞘材（１層目）のガラス転移温度）、伝送損失を表３に示す。

実施例で得られた光ファイバは、比較例で得られた光ファイバに対し、伝送損失が低減され、耐熱性に優れることが確認できた。

［実施例１０］
ポリエチレン樹脂（ＰＥ）を樹脂被覆用クロスヘッド型被覆装置に供給し、実施例８で得られた光ファイバの外周に被覆することで、厚さ０．６ｍｍの被覆層を形成した。これにより、直径２．２ｍｍの光ファイバケーブルを得た。得られた光ファイバケーブルの伝送損失及び繰返屈曲を表４に示す。

［実施例１１〜１２、比較例４〜６］
光ファイバ及び被覆層の種類を表４に示すように変更した以外は、実施例１０と同様に操作を行い、光ファイバケーブルを得た。得られた光ファイバケーブルの伝送損失及び繰返屈曲を表４に示す。尚、表４において、ＣＰＥは塩素化ポリエチレン樹脂を、ＰＡはポリアミド樹脂を示す。

この出願は、２０１４年１月２３日に出願された日本出願特願２０１４−０１００４２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

本発明の光ファイバは、耐熱性に優れ、安全性が高いことから、例えば、通信機器、照明、装飾、ディスプレイ等に用いることができ、特に、通信機器に好適に用いることができる。

１０ 光ファイバ
１１ 芯
１２ 鞘
１２ａ 鞘（１層目）
１２ｂ 鞘（２層目）
１２ｃ 鞘（海部）

Claims (19)

1. 芯と、芯の外周に少なくとも１層の鞘とを有する光ファイバであって、
   鞘が、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレート由来の繰り返し単位（Ａ）及びフッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレート由来の繰り返し単位（Ｃ）を含む重合体を含み、
   鞘を構成する重合体のガラス転移温度Ｔｇ（℃）と鞘を構成する重合体の屈折率ｎとが下記式（４）を満たす、光ファイバ。
   Ｔｇ≧３７５×ｎ−４５５ （４）
2. 鞘を構成する重合体が、更に下記式（３）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｂ）を含む、請求項１に記載の光ファイバ。
   

   

   （式（３）中、ｐは１又は２、ｑは１〜４の整数、Ｒは水素原子又はメチル基、Ｘは水素原子又はフッ素原子を示す。）
3. 鞘を構成する重合体が、更に親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）を含む、請求項１又は２に記載の光ファイバ。
4. 鞘を構成する重合体が、親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）として（メタ）アクリル酸を含む、請求項３に記載の光ファイバ。
5. 鞘を構成する重合体が、フッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレート由来の繰り返し単位（Ｃ）としてメチル（メタ）アクリレートを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の光ファイバ。
6. 鞘を構成する重合体が、鞘を構成する重合体１００質量％中、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレート由来の繰り返し単位（Ａ）を１５〜６０質量％、式（３）で表されるフルオロアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｂ）を２０〜７０質量％、フッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｃ）を１０〜３０質量％、親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）を０．１〜１０質量％含む、請求項２に記載の光ファイバ。
7. 鞘を構成する重合体が、鞘を構成する重合体１００質量％中、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレート由来の繰り返し単位（Ａ）を１０〜５０質量％、フッ素原子を含まないアルキル（メタ）アクリレートの由来の繰り返し単位（Ｃ）を４０〜８０質量％、親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）を０．１〜１０質量％含む、請求項１に記載の光ファイバ。
8. 鞘を構成する重合体が、鞘を構成する重合体１００質量％中、親水性の単量体の由来の繰り返し単位（Ｄ）を１．５質量％以上含む、請求項３又は４に記載の光ファイバ。
9. １層のみ鞘を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の光ファイバ。
10. ２層以上の鞘を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の光ファイバ。
11. 芯を構成する材料が、アクリル樹脂、スチレン樹脂及びカーボネート樹脂から選ばれる少なくとも１種である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の光ファイバ。
12. 芯を構成する材料が、メチルメタクリレート単独重合体、又はメチルメタクリレート由来の繰り返し単位を５０質量％以上含む共重合体である、請求項１から１０のいずれか１項に記載の光ファイバ。
13. 鞘を構成する前記重合体が芯を直接被覆している、請求項１から１２のいずれか１項に記載の光ファイバ。
14. 単数の芯を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
15. 複数の芯を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の光ファイバ。
16. 請求項１から１５のいずれか１項に記載の光ファイバと、光ファイバの外周に被覆層とを有する、光ファイバケーブル。
17. 被覆層が、ポリオレフィン樹脂又は塩素化ポリオレフィン樹脂を５０質量％以上含む、請求項１６に記載の光ファイバケーブル。
18. 請求項１から１５のいずれか１項に記載の光ファイバを含む、通信機器。
19. 請求項１６又は１７に記載の光ファイバケーブルを含む、通信機器。

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