JP2020173390A - プラスチック光ファイバー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屈折率分布を有するプラスチック光ファイバーにおいて、透明性及び可撓性に優れ、かつ長期間での使用及び／又は高温下での使用によっても通信速度の低下が生じにくい、プラスチック光ファイバーを提供する。【解決手段】本発明のプラスチック光ファイバー１は、コア部２と、コア部２の外周に配置されたクラッド部３と、を備える。コア部２が、トリクロロエチルメタクリレートを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ屈折率調整剤をさらに含む。プラスチック光ファイバー１は、８５℃で１０００時間の加速試験の前のプラスチック光ファイバー１の伝送帯域に対する、加速試験の後のプラスチック光ファイバー１の伝送帯域の減少率が、１０％以下である。ここで、伝送帯域は、長さ２０ｍのプラスチック光ファイバー１について測定された、波長７８０ｎｍの光における伝送帯域測定値である。【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチック光ファイバー及びその製造方法に関する。

光ファイバーは、光を伝送する中心部分のコア部と、コア部の外周に配置されたクラッド部とを備えている。

従来から、ポリメチルメタクリレートなどのメタクリル系樹脂をコア部とした光ファイバーが知られている。このようなプラスチック製の光ファイバーは、良好な可撓性を有し、軽量で、加工性がよく、口径の大きいファイバーとして製造しやすく、低コストで製造可能であるという種々の長所を有する。一般に、近赤外〜赤外域（６００〜１５５０ｎｍ）で光吸収を起こす炭素−水素結合が少ないハロゲン含有アルキル（メタ）アクリレート樹脂は、理論的には透明性に優れる。

例えば、波長６５０ｎｍにおけるポリメタクリル酸メチルの炭素−水素結合による吸収損失は９６ｄＢ／ｋｍと見積もられているのに対し、ポリメチルα−クロロアクリレートの炭素−水素結合の吸収損失は６２ｄＢ／ｋｍと見積もられている。そして、コア部の重合体を構成する成分として、メチルα−クロロアクリレートを主成分とし、ハロゲン含有アルキル（メタ）アクリレートを一成分として含有し、コア部よりも屈折率が低い重合体をクラッド部とすることにより、耐熱性及び耐湿性等が良好なプラスチック光ファイバーを得ることが提案されている（例えば、特許文献１）。

また、ポリトリクロロエチルメタクリレートの炭素−水素結合の吸収損失は４９ｄＢ／ｋｍと見積もられている。例えば、特許文献２は、透明性に優れ、かつ可撓性に富むトリクロロエチルメタクリレートを含むモノマーの重合体をコア部の主たる構成成分とする、プラスチック光ファイバーを開示している。

特開昭６２−１４７４０４号公報 特許第５４１９８１５号公報

光ファイバーは、通常、マルチモード光ファイバーと、シングルモード光ファイバーとに分類される。さらに、マルチモード光ファイバーは、ステップインデックス（ＳＩ）型と、屈折率分布を有するグレーデッドインデックス（ＧＩ）型とに分類される。ここで、屈折率分布とは、ファイバーの中心から半径方向に向かって屈折率が放物線に近い曲線で又は一定幅で段階的に変化することを意味する。

屈折率分布を有するプラスチック光ファイバーは、例えば、コア部を形成するプラスチック材料に屈折率調整剤を添加し、ファイバー化の過程でコア部中心からクラッド側へ屈折率調整剤を熱拡散させて屈折率の分布を制御することによって、作製され得る。なお、屈折率調整剤には、通常、コア部の材料よりも屈折率の高い低分子化合物が用いられる。

しかし、屈折率調整剤によって屈折率分布が形成されている従来のプラスチック光ファイバーは、長期間での使用及び／又は高温下での使用によって通信速度が低下するという課題を有していた。

そこで、本発明は、屈折率分布を有するプラスチック光ファイバーにおいて、透明性及び可撓性に優れ、かつ長期間での使用及び／又は高温下での使用によっても通信速度の低下が生じにくい、プラスチック光ファイバーを提供することを目的とする。さらに、本発明は、そのようなプラスチック光ファイバーを製造する方法を提供することも目的とする。

本発明の第１の態様は、
コア部と、
前記コア部の外周に配置されたクラッド部と、
を備えたプラスチック光ファイバーであって、
前記コア部が、トリクロロエチルメタクリレートを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ屈折率調整剤をさらに含み、
８５℃で１０００時間の加速試験の前の前記プラスチック光ファイバーの伝送帯域に対する、前記加速試験の後の前記プラスチック光ファイバーの伝送帯域の減少率が、１０％以下である、
プラスチック光ファイバーを提供する。
ここで、前記伝送帯域は、長さ２０ｍの前記プラスチック光ファイバーについて測定された、波長７８０ｎｍの光における伝送帯域測定値である。

本発明の第２の態様は、
コア部と、
前記コア部の外周に配置されたクラッド部と、
を備えたプラスチック光ファイバーであって、
前記コア部が、トリクロロエチルメタクリレートを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤を１０質量％以下の範囲でさらに含む、
プラスチック光ファイバーを提供する。

本発明の第３の態様は、
上記第１の態様又は上記第２の態様に係るプラスチック光ファイバーを製造する方法であって、
（Ｉ）トリクロロエチルメタクリレートを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ屈折率調整剤をさらに含むコア部形成用材料を含むプリフォームを用意する工程と、
（II）前記プリフォームを溶融させてファイバー状に押出成形し、得られたファイバー状の成形体に対し所定の温度条件で熱処理を施して前記成形体中の前記屈折率調整剤を拡散させて、屈折率分布を有するコア部を形成する工程と、
を含む、プラスチック光ファイバーの製造方法を提供する。

本発明の第１の態様及び第２の態様によれば、屈折率分布を有するプラスチック光ファイバーにおいて、透明性及び可撓性に優れ、かつ長期間での使用及び／又は高温下での使用によっても通信速度の低下が生じにくい、プラスチック光ファイバーを提供することができる。さらに、本発明の第３の態様によれば、そのようなプラスチック光ファイバーを製造する方法を提供することができる。

本発明の実施形態１におけるプラスチック光ファイバーの一例の断面図である。 本発明の実施形態１におけるプラスチック光ファイバーの別の例の断面図である。 本発明のプラスチック光ファイバーの製造方法を実施するための装置の一例を説明するための図である。

「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたとおり、本発明者らは、屈折率調整剤によって屈折率分布が形成されている従来のプラスチック光ファイバー（以下、「ＰＯＦ」と記載する）が、長期間での使用及び／又は高温下での使用によって通信速度が低下するという課題を有することを、新たに見出した。本発明者らは、この課題についてさらに検討を重ね、以下の知見を得た。

屈折率分布が形成されているＰＯＦにおいては、コア部中心からクラッド部までの屈折率の傾斜が大きい方が、通信速度に有利である。そのため、従来のＰＯＦにおいては、ファイバー化の過程でコア部中心からクラッド部側への屈折率調整剤の熱拡散性を上げるために、屈折率調整剤として、室温で液状、又は、融点の低い低分子化合物が使用されることが一般的であった。

しかし、そのように融点の低い化合物を屈折率調整剤として用いたＰＯＦでは、長期間での使用及び／又は高温下での使用によって屈折率調整剤の拡散が進んで、コア部中心からクラッド部までの屈折率の傾斜が小さくなる、すなわち屈折率分布がフラットになる。その結果、ＰＯＦの伝送帯域が減少して、通信速度が低下する。

例えば、特許文献２に記載されたＰＯＦでは、室温で液状である融点の低い屈折率調整剤として、例えばジフェニルスルフィド（以下、「ＤＰＳ」と記載する）が用いられている。ＤＰＳのような低融点の化合物は、拡散性に優れるので、所望の屈折率分布を実現しやすいという利点を有する。しかし、ＤＰＳのような低融点の化合物が屈折率調整剤として用いられているＰＯＦは、高温下で使用されると屈折率調整剤が動き易く、その結果、屈折率分布がフラットになって伝送帯域が減少しやすい。

上記のような経時的な伝送帯域の減少を考慮して、あらかじめ大きい伝送帯域を有するＰＯＦを実現するために、屈折率調整剤の含有量を増加させるという対応も考え得る。屈折率調整剤の含有量を増加させると、屈折率分布を形成しやすく、大きい伝送帯域を実現することができる。しかし、ＰＯＦのコア部において屈折率調整剤の含有量を単に増加させると、コア部のガラス転移温度が低下し、かえって伝送帯域の経時的な減少が生じやすくなることが容易に予想される。また、高い融点を有する化合物を屈折率調整剤として用いて、伝送帯域の経時的な減少を抑制することも考えられる。しかし、屈折率調整剤に高い融点を有する化合物を用いると、屈折率調整剤が拡散しにくくなるので、屈折率分布の形成が困難になるという別の課題が生じる。

以上のような知見に基づき、本発明者らは、ファイバー化の過程では屈折率調整剤が拡散しやすく、長期間での使用及び／又は高温下での使用によっても通信速度が低下しにくい、本発明のＰＯＦに到達した。以下、本発明のＰＯＦの実施形態について説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるＰＯＦの一例の断面図を示す。図１に示すように、本実施形態のＰＯＦ１は、コア部２と、コア部２の外周に配置されたクラッド部３とを備える。コア部１が、トリクロロエチルメタクリレート（以下、「ＴＣＥＭＡ」と記載する）を７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ屈折率調整剤をさらに含む。実施形態１におけるＰＯＦ１では、８５℃で１０００時間の加速試験の前のＰＯＦ１の伝送帯域に対する、当該加速試験の後のＰＯＦ１の伝送帯域の減少率（以下、「加速試験後の伝送帯域の減少率」と記載することがある）が、１０％以下である。

本実施形態におけるＰＯＦ１は、加速試験後の伝送帯域の減少率が１０％以下であるので、長期間での使用及び／又は高温下での使用によっても通信速度の低下が生じにくい。なお、ＰＯＦ１の伝送帯域とは、長さ２０ｍのＰＯＦ１について測定された、波長７８０ｎｍの光における伝送帯域測定値である。伝送帯域の測定は、具体的には、ＪＩＳ Ｃ６８２４：２００９に規定されたパルス法に準拠して行われる。また、加速試験は、ＰＯＦ１を８５℃の環境下に１０００時間置くことによって実施される。

また、本実施形態におけるＰＯＦ１のコア部２は、ＴＣＥＭＡを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含んでいるので、優れた透明性、可撓性及び耐熱性を有する。

以下、コア部２及びクラッド部３について、より詳しく説明する。

コア部２の主たる構成成分は、上述のとおり、ＴＣＥＭＡを７０質量％以上含むモノマーの重合体である。なお、本明細書において、ある構成の「主たる構成成分」とは、その構成（ここでは、コア部２）に含まれる全成分において、最も含有割合が多い成分を意味する。したがって、コア部２は、主たる構成成分の他に、他の重合体、屈折率調整剤、及び添加剤等をさらに含んでいてもよい。

ＴＣＥＭＡを７０質量％以上含むモノマーの重合体は、ＴＣＥＭＡのみがモノマーとして用いられた重合体であってもよいし、全モノマーにおいてＴＣＥＭＡが９５質量％以下で用いられた重合体であってもよい。特に、コア部におけるＴＣＥＭＡは、全モノマーにおいて８０〜９５質量％、８０〜１００質量％、さらに１００質量％で含有されることが好ましい。

ＴＣＥＭＡを７０質量％以上含むモノマーの重合体は、任意成分として、メチルメタクリレート（以下、「ＭＭＡ」と記載する）、メチルアクリレート（以下、「ＭＡ」と記載する）、Ｎシクロヘキシルマレイミド（以下、「Ｎ−ｃＨＭＩ」と記載する）、シクロヘキシルアクリレート（以下、「ｃＨＡ」と記載する）、トリクロロエチルアクリレート（以下、「ＴＣＥＡ」と記載する）、イソボルニルアクリレート（以下、「ｉＢｏＡ」と記載する）、及びシクロヘキシルメタクリレート（以下、「ｃＨＭＡ」と記載する）からなる群より選ばれる少なくとも１種をモノマーとして含んでいてもよい。すなわち、コア部２の主たる構成成分である重合体は、ＴＣＥＭＡと、ＭＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ、及びｃＨＭＡよりなる群より選ばれる少なくとも１種のモノマーと、を構成単位とする共重合体であってもよい。

重合体が、モノマーの任意成分としてＭＭＡを含む場合、ＭＭＡは、全モノマーにおいて３０質量％以下である。この範囲とする場合には、コア部２の屈折率を適度に調節することができ、透明性及び可撓性を維持しながら通信速度を向上させることができる。特に、コア部２におけるＭＭＡは、全モノマーにおいて２０質量％以下で含有されていることが好ましい。

重合体が、モノマーの任意成分としてＭＡを含む場合、ＭＡは、全モノマーにおいて１０質量％以下で含有されていることが好ましい。この範囲とする場合には、コア部２の屈折率を適度に調節することができるので、ＰＯＦ１について、透明性及び可撓性を維持しながら通信速度を向上させることができる。特に、コア部２におけるＭＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることがより好ましい。

重合体が、モノマーの任意成分としてＮ−ｃＨＭＩを含む場合、Ｎ−ｃＨＭＩは、全モノマーにおいて２０質量％以下で含有されていることが好ましい。この範囲とする場合には、コア部２のガラス転移温度を上げることができるので、ＰＯＦ１について、透明性及び可撓性を維持しながら耐熱性を向上させることができる。特に、コア部２におけるＮ−ｃＨＭＩは、全モノマーにおいて１５質量％以下で含有されていることがより好ましい。

重合体が、モノマーの任意成分としてｃＨＡを含む場合、ｃＨＡは、全モノマーにおいて１０質量％以下で含有されていることが好ましい。この範囲とする場合には、ＰＯＦ１が、透明性及び可撓性に優れた光ファイバーとなり得る。特に、コア部２におけるｃＨＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

重合体が、モノマーの任意成分としてＴＣＥＡを含む場合、ＴＣＥＡは、全モノマーにおいて１０質量％以下で含有されていることが好ましい。この範囲とする場合には、ＰＯＦ１が、透明性及び可撓性に優れた光ファイバーとなり得る。特に、コア部２におけるＴＣＥＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

重合体が、モノマーの任意成分としてｉＢｏＡを含む場合、ｉＢｏＡは、全モノマーにおいて１０質量％以下で含有されていることが好ましい。この範囲とする場合には、コア部２のガラス転移温度を上げることができ、ＰＯＦ１について、透明性及び可撓性を維持しながら耐熱性を向上させることができる。特に、コア部２におけるｉＢｏＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

重合体が、モノマーの任意成分としてｃＨＭＡを含む場合、ｃＨＭＡは、全モノマーにおいて１０質量％以下で含有されていることが好ましい。この範囲とする場合には、ＰＯＦ１が、透明性及び可撓性に優れた光ファイバーとなり得る。特に、コア部２におけるｃＨＭＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

ＭＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ、及びｃＨＭＡから選択される少なくとも２種を含むモノマーが用いられる場合には、これらの総量が、全モノマーにおいて３０質量％以下であり、２０質量％以下であることが好ましい。

コア部２は、屈折率調整剤を含む。コア部２が屈折率調整剤を含むことにより、ＰＯＦ１におけるコア部２の屈折率を変化させ、屈折率分布をもたせることができる。なかでも、中心から半径方向に向かって屈折率が低下しているものが好ましい。このような屈折率分布をもたせることにより、ＰＯＦ１の通信速度を向上させることができる。特に、屈折率分布をもたせるために、コア部２において屈折率調整剤の濃度分布を調整することが有効である。なお、屈折率調整剤は、クラッド部３にも含有されていてもよい。

屈折率調整剤は、コア部２の主たる構成成分である重合体と相溶性があり、これら重合体の屈折率よりも高い又は低い屈折率をもつ化合物であることが適している。相溶性の良好な化合物を用いることにより、コア部２の濁りを生じさせず、散乱損失を極力抑え、通信できる距離を増大させることができる。

高い屈折率を有する化合物が屈折率調整剤として用いられる場合は、ＰＯＦ１の中心から半径方向に向かって屈折率調整剤の濃度が低下するように濃度分布を調整することにより、ＰＯＦ１に、中心から半径方向に向かって屈折率が低下する屈折率分布をもたせることができる。低い屈折率を有する化合物が屈折率調整剤として用いられる場合は、ＰＯＦ１の中心から半径方向に向かって屈折率調整剤の濃度が上昇するように濃度分布を調整することにより、ＰＯＦ１に、中心から半径方向に向かって屈折率が低下する屈折率分布をもたせることができる。

また、屈折率調整剤を配合する際に、二種類以上の屈折率の異なる化合物を配合してもよい。この二種類以上の化合物の中に、コア部２の主たる構成成分である重合体の屈折率と比較して、高屈折率の化合物及び低屈折率の化合物が含まれてもよい。このような高屈折率の化合物及び低屈折率の化合物を併用することにより、高屈折率の化合物のみ又は低屈折率の化合物のみを配合した場合と比較して、これと同じ屈折率差を得るために配合させる屈折率調整剤の添加量を相対的に少なくすることができる。このため、ガラス転移点が相対的に高くなり、これによって得られるＰＯＦ１の耐熱性を向上させることができる。

本実施形態におけるＰＯＦ１では、コア部２に含まれる屈折率調整剤が、５０℃以上９０℃以下の融点を有することが好ましい。屈折率調整剤の融点が５０℃以上であることにより、長期間での使用及び／又は高温下での使用によっても屈折率調整剤の拡散が進みにくくなるので、コア部中心からクラッド部までの屈折率の傾斜を維持すること、すなわち屈折率分布を維持することができる。その結果、ＰＯＦ１の伝送帯域の減少が抑制されるので、通信速度が低下しにくい。屈折率調整剤の融点が９０℃以下であることにより、屈折率調整剤が拡散しやすくなるので屈折率分布の形成が容易となり、例えば、少ない量の屈折率調整剤でも所望の屈折率分布を形成できる。このように、５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤を用いることにより、長期間での使用及び／又は高温下での使用によってもＰＯＦ１の伝送帯域の減少を小さく抑えて通信速度の低下を抑制でき、かつＰＯＦ１の作製時に屈折率分布を形成しやすい、という効果が得られる。

５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤として、例えば、６９〜７２℃の融点を有するジフェニルスルホキシド（以下、「ＤＰＳＯ」と記載する）及び５８〜６０℃の融点を有するジフェニルジスルフィド（以下、「ＤＰＤＳ」と記載する）が挙げられる。屈折率調整剤が、ＤＰＳＯを主たる構成成分として含むことが好ましい。ＤＰＳＯは、屈折率分布を形成しやすいためＰＯＦ１に大きい伝送帯域を実現しやすく、コア部２の重合体と高い相溶性を有するのでコア部２の高い透明性も実現でき、かつコア部２に優れた耐久性も付与し得る。

コア部２に含有させる屈折率調整剤の量は、コア部２を構成する重合体の組成、意図する屈折率、用いるクラッド部３を構成する重合体の屈折率、用いる屈折率調整剤の種類等によって適宜調整することができる。

例えば、５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤が用いられる場合、コア部２における屈折率調整剤の含有割合は、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、７質量％以下がより一層好ましい。５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤が用いられる場合に屈折率調整剤の含有割合を上記範囲とすることにより、コア部２のガラス転移温度の低下が抑制されるので、ＰＯＦ１の耐熱性を向上させることができ、さらに伝送帯域の経時的な減少を小さく抑えることができる。

また、５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤が用いられる場合、コア部２における屈折率調整剤の含有割合は、０質量％を超え、２質量％以上が好ましい。５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤が用いられる場合に屈折率調整剤の含有割合を上記範囲とすることにより、屈折率分布を形成しやすく、大きい伝送帯域を実現することができる。

クラッド部３を形成する重合体は、ＭＭＡを含んで形成されていることが適している。特に、ＭＭＡと、任意成分としてＴＣＥＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ及びｃＨＭＡから選択される少なくとも１種のモノマーとを含んで形成されている共重合体が適しており、ＭＭＡとこれら任意成分とを由来とする共重合体を主たる構成成分とするものが好ましい。ここで、クラッド部３は、主たる構成成分の他に、他の重合体、後述する屈折率調整剤、及び添加剤等を含んでいてもよい。

クラッド部３は、ＭＭＡを、全モノマーにおいて２０質量％以上用いた重合体によって形成されることが適している。クラッド部３は、ＭＭＡのみが用いられた重合体によって形成されていてもよいし、全モノマーにおいてＭＭＡが９５質量％以下で用いられた重合体によって形成されていてもよい。特に、クラッド部３におけるＭＭＡは、全モノマーにおいて３０〜９５質量％、３０〜１００質量％で含有されることが好ましい。

ＭＭＡを２０質量％以上の割合で用いた重合体を、主たる構成成分としてクラッド部３を形成する場合には、可撓性に優れ、コア部２よりも屈折率を適度に低減させることができ、曲げ損失を抑え、かつ通信速度を向上させることができる。

任意成分であるＴＣＥＭＡを用いる場合には、ＴＣＥＭＡは８０質量％以下で用いられることが適している。この範囲とする場合には、クラッド部３の屈折率を適度に調節することができると同時に、ガラス転移温度を上げることができ、透明性、可撓性を維持しながら高速通信性、耐熱性に優れた光ファイバーとして使用することができる。特に、クラッド部３におけるＴＣＥＭＡは、全モノマーにおいて７０質量％以下で含有されていることが好ましい。

任意成分であるＭＡを用いる場合には、ＭＡは１０質量％以下で用いられることが適している。この範囲とする場合には、クラッド部３の屈折率を適度に調節することができ、透明性、可撓性を維持しながら高速通信性に優れた光ファイバーとして使用することができる。特に、クラッド部３におけるＭＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

任意成分であるＮ−ｃＨＭＩを用いる場合には、Ｎ−ｃＨＭＩは２０質量％以下で用いられることが適している。この範囲とする場合には、クラッド部３の屈折率を適度に調節することができると同時に、クラッド部３のガラス転移温度を上げることができ、透明性、可撓性を維持しながら高速通信性、耐熱性に優れた光ファイバーとして使用することができる。特に、クラッド部３におけるＮ−ｃＨＭＩは、全モノマーにおいて１５質量％以下で含有されていることが好ましい。

任意成分であるｃＨＡを用いる場合には、ｃＨＡは１０質量％以下で用いられることが適している。この範囲とする場合には、クラッド部３の屈折率を適度に調節することができ、透明性、可撓性を維持しながら高速通信性に優れた光ファイバーとして使用することができる。特に、クラッド部３におけるｃＨＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

任意成分であるＴＣＥＡを用いる場合には、ＴＣＥＡは１０質量％以下で用いられることが適している。この範囲とする場合には、クラッド部３の屈折率を適度に調節することができ、透明性、可撓性を維持しながら高速通信性に優れた光ファイバーとして使用することができる。特に、クラッド部３におけるＴＣＥＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

任意成分であるｉＢｏＡを用いる場合には、ｉＢｏＡは１０質量％以下で用いられることが適している。この範囲とする場合には、クラッド部３の屈折率を適度に調節することができると同時に、クラッド部３のガラス転移温度を上げることができ、透明性、可撓性を維持しながら高速通信性、耐熱性に優れた光ファイバーとして使用することができる。特に、クラッド部３におけるｉＢｏＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

任意成分であるｃＨＭＡを用いる場合には、ｃＨＭＡは１０質量％以下で用いられることが適している。この範囲とする場合には、クラッド部３の屈折率を適度に調節することができ、透明性、可撓性を維持しながら高速通信性に優れた光ファイバーとして使用することができる。特に、クラッド部３におけるｃＨＭＡは、全モノマーにおいて８質量％以下で含有されていることが好ましい。

任意成分であるＴＣＥＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ、及びｃＨＭＡから選択される少なくとも２種を含むモノマーを用いる場合には、これらの総量が、全モノマーにおいて８０質量％以下であることが好ましい。

クラッド部３は、重合体成分としては、ＭＭＡと、任意成分としてＴＣＥＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ、及びｃＨＭＡから選択される少なくとも１種のモノマーによって形成された重合体のみで形成されることが好ましい。

なお、コア部２を構成する重合体及びクラッド部３を構成する重合体は、同一組成、つまり、構成モノマー種及びその割合が同一であってもよいが、異なる組成であることが好ましい。

本実施形態におけるＰＯＦ１は、図２に示すように、クラッド部３の外周に配置され、かつクラッド部３を被覆する被覆層４をさらに含んでいてもよい。なお、ここでの「被覆層」とは、ＰＯＦにおける「オーバークラッド部」に相当する。

被覆層４は、プラスチックで形成されていることが好ましい。被覆層４を形成するプラスチックは、機械強度特性に優れ、かつクラッド部３と十分な密着性が得られるものであれば特に限定されないが、ポリカーボネートが好ましい。ポリカーボネートを用いることにより、ＰＯＦ１は、透明性及び耐熱性を維持しながら、可撓性に優れた光ファイバーとして使用されることができる。被覆層４は、ポリカーボネートを主たる構成成分として含むプラスチックで構成されていることが好まし。ポリカーボネートを主たる構成成分とするプラスチックは、耐薬品性、流動性に優れる点で、ポリエステルと複合された変性ポリカーボネートであってもよい。被覆層４の厚みは、特に限定されないが、例えば５０μｍ以上５００μｍ以下とすることができる。この範囲とすることにより、ＰＯＦ１は、可撓性に優れ、かつ柔軟性等の光ファイバーに必要な物性を満足できる。

本実施形態のＰＯＦ１のコア部２及びクラッド部３を構成する重合体は、当該分野で公知の方法によって製造することができる。例えば、重合体を構成するモノマーの混合物を、溶液重合、塊状重合、乳化重合、又は懸濁重合等に付す方法などが挙げられる。なかでも、異物、不純物の混入を防ぐという観点から、塊状重合法が好ましい。

この際の重合温度は、特に限定されず、例えば、８０〜１５０℃程度が適している。反応時間は、モノマーの量、種類、後述する重合開始剤、連鎖移動剤等の量、及び反応温度等に応じて適宜調整することができ、２０〜６０時間程度が適している。

これらの重合体は、コア部２及び／又はクラッド部３を成形する際に、同時に又は連続して製造してもよい。

コア部２及び／又はクラッド部３を構成する重合体は、上述したＴＣＥＭＡ、ＭＭＡ、ＭＡ、Ｎ−ｃＨＭＩ、ｃＨＡ、ＴＣＥＡ、ｉＢｏＡ、及びｃＨＭＡ以外に、他のモノマー成分を用いないことが好ましい。しかし、コア部２及び／又はクラッド部３を構成する重合体は、得られるＰＯＦ１の特性を損なわない範囲で、さらに重合性モノマー等を含有していてもよい。

例えば、（メタ）アクリル酸エステル系化合物として、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−ブチル、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、メタクリル酸ペンタフルオロフェニル、メタクリル酸トリフルオロエチル、メタクリル酸ヘキサフルオロイソプロピル、フルオロアクリル酸ヘキサフルオロイソプロピル等；スチレン系化合物として、スチレン、α−メチルスチレン、フルオロスチレン、ペンタフルオロスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等；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；マレイミド類として、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、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−フェニルマレイミド等；その他、フマル酸ジシクロヘキシル、アクリロニトリル、９−ビニルカルバゾール、メタクリル酸無水物等；及びこれらモノマーの重水素置換物等が例示される。

重合体を製造する際、重合開始剤及び／又は連鎖移動剤等の添加剤を使用することが好ましい。

重合開始剤としては、通常のラジカル開始剤が挙げられる。例えば、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｎ−ブチル４，４，ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バラレートなどのパーオキサイド系化合物；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−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等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

重合開始剤は、全モノマーに対して０．０１〜２質量％程度で用いることが適している。

連鎖移動剤としては、特に限定されることなく、公知のものを用いることができる。例えば、アルキルメルカプタン類（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（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）等が挙げられる。なかでも、ｎ−ブチルメルカプタン、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のアルキルメルカプタンが好適に用いられる。また、Ｃ−Ｈ結合の水素原子が重水素原子又はフッ素原子で置換された連鎖移動剤を用いてもよい。これらは、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。

連鎖移動剤は、通常、成形上及び物性上、適当な分子量に調整するために用いられる。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及びE.H.IMMERGUT編、JOHN WILEY&SON発行）「高分子合成の実験法」（大津隆行、木下雅悦共著、化学同人、昭和４７年刊）等を参考にして、実験によって求めることができる。よって、連鎖移動定数を考慮して、モノマーの種類等に応じて、適宜、その種類及び添加量を調整することが好ましい。例えば、全モノマーに対して０．０１〜４質量％程度が挙げられる。

コア部２及び／又はクラッド部３を構成する重合体は、重量平均分子量が５〜３０万程度の範囲のものが適しており、１５〜２５万程度のものが好ましい。適当な強度、可撓性、及び透明性等を確保するためである。なお、コア部２とクラッド部３においては、例えば、粘度調整等のために、分子量が異なっていてもよい。重量平均分子量は、例えば、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定されたポリスチレン換算の値を指す。

本実施形態のＰＯＦ１を構成する重合体には、光ファイバーとしての透明性及び耐熱性等の性能を損なわない範囲で、必要に応じて、配合剤、例えば、熱安定化助剤、加工助剤、耐熱向上剤、酸化防止剤、光安定剤等の添加剤を配合してもよい。これらは、それぞれ、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

耐熱向上剤としては、例えば、α−メチルスチレン系、Ｎ−フェニルマレイミド系等が挙げられる。

酸化防止剤としては、例えば、フェノール系抗酸化剤等が挙げられる。

光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系の光安定剤等が挙げられる。

これらの配合物とモノマー又は重合体とを混合する方法は、例えば、ホットブレンド法、コールドブレンド法、溶液混合法等が挙げられる。

本実施形態のＰＯＦ１を製造する方法としては、当該分野で公知の方法を利用することができる。

本実施形態のＰＯＦ１の製造方法としては、例えば、コア部２の外周にクラッド部３を形成するために、界面ゲル重合法、回転重合、溶融押出法、複合溶融紡糸、及びロッドインチューブ法等を利用することができる。

予めプリフォームを形成し、延伸、線引き等を行ってもよいし、直接ファイバーを形成してもよい。

本実施形態のＰＯＦ１の製造方法として、例えば、溶融押出法を利用してコア部２、クラッド部３、さらに必要に応じて被覆層４を備えたＰＯＦ１を成形し、さらに成形時に熱処理を施して屈折率調整剤を拡散させて屈折率分布を形成する方法が好適に用いられる。なお、このような方法は、屈折率調整剤をドーパントとして、「溶融押出ドーパント拡散法」と呼ばれる。

溶融押出ドーパント拡散法を利用する、本実施形態のＰＯＦ１を製造する方法の一例として、以下の工程（Ｉ）及び（II）を含む方法が挙げられる：
（Ｉ）ＴＣＥＭＡを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ屈折率調整剤をさらに含むコア部形成用材料を含むプリフォームを用意する工程、
（II）前記プリフォームを溶融させてファイバー状に押出成形し、得られたファイバー状の成形体に対し所定の温度条件で熱処理を施して前記成形体中の前記屈折率調整剤を拡散させて、屈折率分布を有するコア部２を形成する工程。

上記方法では、工程（II）において、クラッド部３を構成する重合体等を含むクラッド部形成用材料を加熱溶融し、加熱溶融されたクラッド部形成用材料によって、コア部２となるファイバー状の成形体の側面を被覆して、クラッド部３を形成してもよい。さらに、被覆層４を形成する場合も、同様に、工程（II）において、被覆層４を構成するプラスチック等の被覆層形成用材料を加熱溶融し、加熱溶融された被覆層形成用材料によって、クラッド部３となる層の外周を被覆して、被覆層４を形成してもよい。

図３には、本実施形態のＰＯＦ１が上記方法によって製造される場合に用いられ得る装置の一例である、紡糸装置１００の概略断面図が示されている。この装置１００を用いた場合の本実施形態のＰＯＦ１の製造方法の具体例を、以下に説明する。

図３に示すように、紡糸装置１００は、金属部材２０、第１室３０、及び第２室３５を備えている。金属部材２０は、第１室３０に接続されている。第１室３０は、配管を介して第２室３５に接続されている。金属部材２０、第１室３０、及び第２室３５は、例えば、鉛直方向下方に向かってこの順に並んでいる。

金属部材２０は、上方の第１開口部２１と下方の第２開口部２３とにおいてその内部空間が外部と連通している筒状の部材である。金属部材２０の内部空間には、コア部形成用材料を含むプリフォーム（コアプリフォーム）１０が収容されている。金属部材２０の底部、すなわち金属部材２０の第２開口部２３側を加熱することによって、コアプリフォーム１０を溶融させることができる。金属部材２０の上方の第１開口部２１は、蓋２７によって閉じられている。蓋２７には、配管４１が接続されている。配管４１を通じて、金属部材２０に不活性ガスを送ることができる。配管４１には、ポンプ４０が配置されている。ポンプ４０によって、不活性ガスを昇圧することができる。金属部材２０金属部材２０に不活性ガスを送ると、金属部材２０の内圧が上昇する。金属部材２０の内圧が上昇すると、コアプリフォーム１０の溶融物が金属部材２０の第２開口部２３から押し出され、ファイバー状の成形体２を得ることができる。図３に示す例では、成形体２は、ＰＯＦ１のコア部２に相当する。

次に、成形体２を第１室３０に送る。第１室３０には、第１樹脂供給部５０が配置されている。第１樹脂供給部５０を用いて、クラッド部３を形成するためのクラッド部形成用材料である樹脂を、第１室３０内に供給できる。クラッド部形成用材料は、第１樹脂供給部５０において、予め溶融されていてもよい。第１室３０内において、成形体２をクラッド部形成用材料で被覆することによって、成形体２の外周を覆うクラッド部３を形成することができる。

次に、クラッド部３によって被覆された成形体２を第２室３５に送る。第２室３５には、第２樹脂供給部５５が配置されている。第２樹脂供給部５５を用いて、クラッド部３の外周に配置される被覆層４を形成するための被覆層形成用材料である樹脂を、第２室３５内に供給できる。被覆層形成用材料は、第２樹脂供給部５５において、予め溶融されていてもよい。第２室３５内において、クラッド部３を被覆層形成用材料で被覆することによって、クラッド部３の外周を覆う被覆層４を形成することができる。

クラッド部３及び被覆層４によって被覆された成形体２について、加熱処理が行われる。この加熱処理によって、例えば、成形体２に含まれる屈折率調整剤をクラッド部３に向かう方向に拡散させることができる。紡糸装置１００は、第２室３５よりも下流側に、成形体２を加熱するためのヒーターが配置された配管（加熱経路）をさらに備えていてもよい。成形体２をこの配管内に送ることによって、成形体２について加熱処理を行うことができる。

以上の方法により、紡糸装置１００を用いて本実施形態のＰＯＦ１を製造することができる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２におけるＰＯＦは、コア部と、コア部の外周に配置されたクラッド部と、クラッド部の外周に配置された被覆層とを備える。コア部が、ＴＣＥＭＡを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤を１０質量％以下の範囲でさらに含む。実施形態２におけるＰＯＦは、図１及び２に示された実施形態１におけるＰＯＦ１と、同様の断面構造を有する。ただし、実施形態２におけるＰＯＦは、コア部に含まれる屈折率調整剤が５０℃以上９０℃以下の融点を有し、かつコア部における屈折率調整剤の含有割合が１０質量％以下であることが必須の構成である点において、実施形態１のＰＯＦ１と異なる。なお、実施形態２におけるＰＯＦは、実施形態１のＰＯＦ１が備える必須の特性の「加速試験後の伝送帯域の減少率が１０％以下」を備えることが好ましいが、備えていなくてもよい。

実施形態２におけるＰＯＦでは、上述のとおり、コア部が５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤を、１０質量％以下の範囲で含む。屈折率調整剤の融点が５０℃以上であることにより、長期間での使用及び／又は高温下での使用によっても屈折率調整剤の拡散が進みにくくなるので、コア部中心からクラッド部までの屈折率の傾斜を維持すること、すなわち屈折率分布を維持することができる。したがって、実施形態２におけるＰＯＦでは、例えば、８５℃で１０００時間の加速試験の前のＰＯＦの伝送帯域に対する、当該加速試験の後のＰＯＦの伝送帯域の減少率を小さく（例えば、１０％以下）抑えることができる。その結果、長期間での使用及び／又は高温下での使用による通信速度の低下を抑制できる。屈折率調整剤の融点が９０℃以下であることにより、屈折率調整剤が拡散しやすくなるので屈折率分布の形成が容易となり、例えば、少ない量の屈折率調整剤でも所望の屈折率分布を形成できる。このように、５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤を用いることにより、長期間での使用及び／又は高温下での使用によってもＰＯＦの伝送帯域の減少を小さく抑えて通信速度の低下を抑制でき、かつＰＯＦの作製時には屈折率分布を形成しやすいＰＯＦを実現できる。

５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤として、実施形態１で例示したように、例えば、ＤＰＳＯ及びＤＰＤＳが挙げられる。屈折率調整剤が、ＤＰＳＯを主たる構成成分として含むことが好ましい。ＤＰＳＯは、屈折率分布を形成しやすいためＰＯＦに大きい伝送帯域を実現しやすく、コア部の重合体と高い相溶性を有するのでコア部の高い透明性も実現でき、かつコア部に優れた耐久性も付与し得る。

コア部における屈折率調整剤の含有割合は、１０質量％以下であり、８質量％以下が好ましく、７質量％以下がより好ましい。５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤が用いられる場合に屈折率調整剤の含有割合を上記範囲とすることにより、コア部のガラス転移温度の低下が抑制されるので、ＰＯＦの耐熱性を向上させることができ、さらに伝送帯域の経時的な減少を小さく抑えることができる。

また、コア部における屈折率調整剤の含有割合は、０質量％を超え、２質量％以上が好ましい。５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤が用いられる場合に屈折率調整剤の含有割合を上記範囲とすることにより、屈折率分布を形成しやすく、大きい伝送帯域を実現することができる。

実施形態２におけるＰＯＦは、コア部に含まれる屈折率調整剤が上記のとおりである点と、「加速試験後の伝送帯域の減少率が１０％以下」の特性が任意である点とにおいて、実施形態１のＰＯＦ１と異なるが、これらの点以外（例えば、コア部を構成する重合体、クラッド部の材料、任意の構成である被覆層、及びＰＯＦの製造方法等）は、実施形態１と同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されない。

（実施例１）
＜コアプリフォームの作製＞
まず、５００ｍＬの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共重合体（ＰＦＡ）製の容器に、蒸留精製したＴＣＥＭＡ２８０ｇ、Ｎ−ｃＨＭＩ８．７ｇ、及び、屈折率調整剤としてＤＰＳＯ１２．０５ｇを加え、攪拌し溶解させることによって溶液を得た。溶液に、重合開始剤としてジ−ｔ−ブチルパーオキサイド１１５μＬ、及び、連鎖移動剤としてｎ−ラウリルメルカプタン５２０μＬを添加した。得られた混合物について、細孔径０．２μｍのメンブレンフィルタを用いて濾過を行った後に、さらに、細孔径０．１μｍのメンブレンフィルタを用いて濾過を行った。

次に、円柱状のガラス製の容器に、濾液を加えた。次に、容器の上部にＳＵＳ製の蓋を配置した。蓋には、容器内に窒素を導入するための開口と真空ポンプで容器内を減圧するための開口とが形成されていた。次に、容器中の濾液について凍結脱気を３回行い、濾液中の溶存酸素を取り除いた。凍結脱気は、次の方法によって行った。まず、容器の底部を液体窒素に浸漬させて、濾液を凍結させた後に、容器内を約０．１ｋＰａまで減圧した。その後、容器の底部をエタノールや水に浸漬させて濾液の温度を室温まで上昇させ、濾液を解凍した。

凍結脱気を行った後、容器内の雰囲気を窒素で置換した。次に、容器を乾燥機内に配置し、８５℃〜１３０℃で３０時間加熱することによって重合反応を行った。重合反応後、ガラス製の容器を割って、コア部形成用材料からなるコアプリフォームを得た。コアプリフォームは、直径３８ｍｍ、長さ１９０ｍｍの形状を有していた。表１に、コア部形成用材料における、重合体のモノマー及び屈折率調整剤の含有割合（質量％）が示される。また、表２は、コア部形成用材料における重合体の全モノマーに対する、各モノマー（ＴＣＥＭＡ及びＮ−ｃＨＭＩ）の含有割合（質量％）を示す。

＜ＰＯＦの作製＞
光ファイバーの作製には、図３に示した紡糸装置１００と同様の構成を有する装置が用いられた。

本実施例で用いられた紡糸装置は、コアプリフォームを設置するための金属部材、クラッド部を形成するための樹脂を供給する第１樹脂供給部、及び、被覆層を形成するための樹脂を供給する第２樹脂供給部を備えていた。コアプリフォームを設置するための金属部材は、コアプリフォームの直径よりも約１ｍｍ大きい内径を有する筒状体であった。クラッド部を形成するための樹脂としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（三菱ケミカル社製のアクリペット）を用いた。被覆層を形成するための樹脂としては、ポリエステル変性ポリカーボネート（ＰＣ）（SABIC Innovative Plastics社製のXYLEX X7200）を用いた。

次に、コアプリフォームが設置された金属部材の底部を１５０℃に加熱し、プリフォームを溶融させた。金属部材内に窒素を導入することによって、プリフォームを金属部材の底部から押し出した。これにより、ファイバー状の成形体を得た。次に、第１樹脂供給部からＰＭＭＡを供給し、成形体をＰＭＭＡからなるクラッド部で被覆した。さらに、第２樹脂供給部からＰＣを供給し、クラッド部をＰＣからなる被覆層で被覆した。次に、ヒーターが配置された配管に、コア部となるファイバー状の成形体、クラッド部、及び被覆層からなる同心円状の３層ファイバーを送り、加熱処理を行った。この加熱処理により、コア部に含まれた屈折率調整剤がクラッド部に向かう方向に拡散し、屈折率分布が形成された。これにより、コア部、クラッド部、及び被覆層を有し、かつ屈折率分布を有する、実施例１のＰＯＦを得た。すなわち、実施例１のＰＯＦは、ＧＩ型ＰＯＦであった。実施例１のＰＯＦのコア部の直径は、約１００μｍであった。クラッド部の外径は、約２４０μｍであった。被覆層の外径は、約４７０μｍであった。

＜コア部のガラス転移温度（Ｔｇ）の測定＞
実施例１のＰＯＦのコア部のガラス転移温度が測定された。コア部のガラス転移温度は、次の方法によって測定された。ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製の示差走査熱量装置（ＤＳＣ）Ｑ−２０００を用い、測定試料を約５ｍｇ採取して、これをアルミニウム製簡易密閉容器に入れて、ＤＳＣ測定を行った。測定条件は以下のとおりであった。
温度プログラム：−８０℃→２００℃
測定速度：１０℃／ｍｉｎ
雰囲気ガス：Ｎ₂（５０ｍｌ／ｍｉｎ）
測定されたコア部のガラス転移温度は、表１に示される。

＜ＰＯＦの評価＞
実施例１のＰＯＦについて、（１）波長７８０ｎｍの光の伝送損失、（２）加速試験の前の波長７８０ｎｍの光の伝送帯域（初期の伝送帯域）、（３）加速試験の後の波長７８０ｎｍの光の伝送帯域、（４）コア部における重合体と屈折率調整剤との相溶性、及び（５）コア部の色味、を評価した。各評価項目の評価方法は以下のとおりであった。

（１）伝送損失
ＰＯＦにおける波長７８０ｎｍの光の伝送損失は、ＪＩＳ Ｃ６８２３：２０１０に規定されたカットバック法に準拠して、以下の方法で測定された。

まず、長さ２０ｍの被測定ＰＯＦを準備した。このＰＯＦの入射端に波長７８０ｎｍの光を導入し、ＰＯＦの出射端から放射された光のパワーＰ２を測定した。

次に、ＰＯＦを長さ２ｍのカットバック長（すなわち、入射位置から２ｍ）に切断した。長さ２ｍのＰＯＦの入射端に波長７８０ｎｍの光を導入し、このＰＯＦの出射端から放射された光のパワーＰ１を測定した。すなわち、被測定ＰＯＦのカットバック長からの出力光パワーＰ１が測定された。

測定結果に基づいて、以下の式（１）から伝送損失を算出した。なお、以下の式（１）において、Ａは、ＰＯＦ１ｋｍ当たりの伝送損失（ｄＢ／ｋｍ）を意味する。Ｌは、切断後のＰＯＦの長さ（ｋｍ）（つまり０．０１８ｋｍ）を意味する。

Ａ＝１０×ｌｏｇ（Ｐ１／Ｐ２）／Ｌ …（１）

ここで、本実施例では、ＰＯＦに波長７８０ｎｍの光を導入するための発光装置として、澤木工房社製ＦＯＬＳ−０１を用いた。ＰＯＦの出射端から放射された光のパワーは、エーディーシー社製８２３０を用いて測定された。伝送損失の測定結果は、表１に示される。

（２）加速試験の前の波長７８０ｎｍの光の伝送帯域
作製されたＰＯＦについて、加速試験の前に、波長７８０ｎｍの光における伝送帯域を測定した。すなわち、ＰＯＦの初期の伝送帯域が測定された。伝送帯域の測定は、具体的には、ＪＩＳ Ｃ６８２４：２００９に規定されたパルス法に準拠して行われた。ＰＯＦにパルス光を導入するための発光装置としては、浜松ホトニクス社製のＰＬＰ−１０レーザーダイオードヘッドを用い、光オシロスコープとしては、浜松ホトニクス社製のＣ８１８８−１２を用いた。ＰＯＦの長さは、２０ｍであった。伝送帯域の測定は、コア径２５０μｍの三菱ケミカル社製のステップインデックスＰＯＦによる全モード励振にて行った。加速試験の前の伝送帯域の測定結果は、表１に示される。

（３）加速試験の後の波長７８０ｎｍの光の伝送帯域
後述の加速試験が実施された後のＰＯＦについて、波長７８０ｎｍの光における伝送帯域を測定した。伝送帯域の具体的な測定方法は、上述の加速試験の前の波長７８０ｎｍの光の伝送帯域の測定方法と同じであった。加速試験の後の伝送帯域の測定結果は、表１に示される。

（４）コア部における重合体と屈折率調整剤との相溶性
コア部における重合体と屈折率調整剤との相溶性は、コアプリファームの作製時に調製された溶液を目視で確認することによって評価された。相溶性の評価結果は、表１に示される。

（５）コア部の色味
コア部の色味は、コアプリファームの色味を目視で確認することによって評価された。色味の評価結果は、表１に示される。

＜加速試験＞
ＰＯＦの加速試験は、ＥＳＰＥＣ社製、型式ＬＣ−１１４の定温恒温器の中にＰＯＦを入れて、ＰＯＦを８５℃の環境下に１０００時間置くことによって実施された。加速試験前後の伝送帯域の測定結果を用いて、加速試験の前の伝送帯域に対する、加速試験の後の伝送帯域の減少率が、以下の式（２）により求められた。減少率の結果は、表１に示されている。

減少率（％）＝｛［（加速試験前の伝送帯域）−（加速試験後の伝送帯域）］／（加速試験前の伝送帯域）｝×１００ …（２）

（実施例２〜９）
コアプリファームの作製において、コア部形成用材料における重合体のモノマー及び屈折率調整剤の含有割合が表１に示されたようになるように、Ｎ−ｃＨＭＩ又は屈折率調整剤の配合量が変更された。これ以外は、実施例１と同様の方法で、ＰＯＦの作製及び評価が行われた。

（比較例１）
コアプリファームの作製において、屈折率調整剤としてＤＰＳＯの代わりにＤＰＳが用いられた。これ以外は、実施例１と同様の方法で、比較例１のＰＯＦの作製及び評価が行われた。

（比較例２）
コアプリファームの作製において、屈折率調整剤としてＤＰＳＯの代わりにＤＰＳが用いられた。さらに、コア部形成用材料における重合体のモノマー及び屈折率調整剤の含有割合が表１に示されたようになるように、屈折率調整剤の配合量が変更された。これら以外は、実施例１と同様の方法で、比較例２のＰＯＦの作製及び評価が行われた。

表１に示すとおり、実施例１〜９のＰＯＦは、加速試験後の伝送帯域の減少率が１０％以下であり、長期間での使用及び／又は高温下での使用によっても通信速度の低下が生じにくいＰＯＦであった。なお、実施例１〜９のＰＯＦには、加速試験後の伝送帯域の減少率がマイナスの値となっている、すなわち加速試験によって伝送帯域が増大したＰＯＦが含まれているが、これは、加速試験後のＰＯＦでは高次モードの光が抜けるため、伝送帯域が増大したためと考えられる。さらに、実施例１〜９のＰＯＦは、伝送損失も小さく、相溶性及び色味の点でも優れていた。これに対し、屈折率調整剤として低融点のＤＰＳが用いられた比較例１及び２のＰＯＦは、加速試験後の伝送帯域の減少率が大きく（１０％を超えており）、長期間での使用及び／又は高温下での使用によって通信速度が低下すると予測される。また、比較例２では、加速試験後の伝送帯域の減少を考慮して屈折率調整剤の含有割合を増加させたが、加速試験後の伝送帯域は狭く、さらに色味も黄色味がかっていた。

本発明のＰＯＦは、高速通信の用途に適している。

１ ＰＯＦ
２ コア部
３ クラッド部
４ 被覆層
１０ コアプリフォーム

Claims (8)

1. コア部と、
   前記コア部の外周に配置されたクラッド部と、
   を備えたプラスチック光ファイバーであって、
   前記コア部が、トリクロロエチルメタクリレートを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ屈折率調整剤をさらに含み、
   ８５℃で１０００時間の加速試験の前の前記プラスチック光ファイバーの伝送帯域に対する、前記加速試験の後の前記プラスチック光ファイバーの伝送帯域の減少率が、１０％以下である、
   プラスチック光ファイバー。
   ここで、前記伝送帯域は、長さ２０ｍの前記プラスチック光ファイバーについて測定された、波長７８０ｎｍの光における伝送帯域測定値である。
2. コア部と、
   前記コア部の外周に配置されたクラッド部と、
   を備えたプラスチック光ファイバーであって、
   前記コア部が、トリクロロエチルメタクリレートを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ５０℃以上９０℃以下の融点を有する屈折率調整剤を１０質量％以下の範囲でさらに含む、
   プラスチック光ファイバー。
3. 前記屈折率調整剤が、ジフェニルスルホキシドを主たる構成成分として含む、
   請求項１又は２に記載のプラスチック光ファイバー。
4. 前記重合体は、
   トリクロロエチルメタクリレートと、
   メチルメタクリレート、メチルアクリレート、Ｎシクロヘキシルマレイミド、シクロヘキシルアクリレート、トリクロロエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、及びシクロヘキシルメタクリレートよりなる群より選ばれる少なくとも１種のモノマーと、
   を構成単位とする共重合体である、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバー。
5. 前記クラッド部は、
   メチルメタクリレートと、
   トリクロロエチルメタクリレート、メチルアクリレート、Ｎシクロヘキシルマレイミド、シクロヘキシルアクリレート、トリクロロエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、及びシクロヘキシルメタクリレートよりなる群より選ばれる少なくとも１種のモノマーと、
   を構成単位とする共重合体を主たる構成成分として含む、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバー。
6. 前記クラッド部の外周に配置され、かつ前記クラッド部を被覆する被覆層をさらに含み、
   前記被覆層は、ポリカーボネートを主たる構成成分として含むプラスチックで構成されている、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバー。
7. 前記コア部は、屈折率分布を有する、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバー。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のプラスチック光ファイバーを製造する方法であって、
   （Ｉ）トリクロロエチルメタクリレートを７０質量％以上含むモノマーの重合体を主たる構成成分として含み、かつ屈折率調整剤をさらに含むコア部形成用材料を含むプリフォームを用意する工程と、
   （II）前記プリフォームを溶融させてファイバー状に押出成形し、得られたファイバー状の成形体に対し所定の温度条件で熱処理を施して前記成形体中の前記屈折率調整剤を拡散させて、屈折率分布を有するコア部を形成する工程と、
   を含む、プラスチック光ファイバーの製造方法。

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