JP2023074163A - プラスチック光ファイバ、及びプラスチック光ファイバケーブル - Google Patents
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Abstract
【課題】曲げ損失の低減、接続損失の低減、及び伝送損失の低減を同時に満足するプラスチック光ファイバを提供する。【解決手段】前記プラスチック光ファイバの芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘２と、前記第１の鞘２の内側に第１の海部を形成する第１の芯１と、を有するプラスチック光ファイバであって、前記第１の芯１の内側に、少なくとも外周が前記第１の海部よりも屈折率が低く形成された第１の島部８を有し、前記第１の芯１がポリメタクリル酸メチル系樹脂を含む、プラスチック光ファイバ。【選択図】図１
Description
本発明は、プラスチック光ファイバ、及びプラスチック光ファイバケーブルに関する。
ステップインデックス型光ファイバは、透明体からなる芯の周囲を、前記透明体より低屈折率の固体からなる鞘で囲んだ構造を有し、芯と鞘との境界で光を反射させることにより、芯内で光を伝送する媒体である（例えば、特許文献１参照）。
前記ステップインデックス型光ファイバは、その素材別に、石英ガラス光ファイバ、多成分ガラス光ファイバ、ポリマークラッドシリカファイバ、プラスチック光ファイバ等に分類され、また構造別に、芯が一つであるシングルコアファイバと、芯が複数存在するマルチコアファイバに分類される。
前記ステップインデックス型光ファイバは、従来から、照明、光データ通信、光電センサ、画像伝送用等に広く用いられているが、近年特に近距離光伝送用途でプラスチック光ファイバの需要が拡大している。
前記ステップインデックス型光ファイバは、その素材別に、石英ガラス光ファイバ、多成分ガラス光ファイバ、ポリマークラッドシリカファイバ、プラスチック光ファイバ等に分類され、また構造別に、芯が一つであるシングルコアファイバと、芯が複数存在するマルチコアファイバに分類される。
前記ステップインデックス型光ファイバは、従来から、照明、光データ通信、光電センサ、画像伝送用等に広く用いられているが、近年特に近距離光伝送用途でプラスチック光ファイバの需要が拡大している。
これらの光ファイバを用いて光を伝送する場合、線径が太いほど受光量を大きくでき、より長距離の伝送が可能となるが、一方で曲げ損失が大きくなり、特に素材が石英やガラスである場合には曲げることさえ困難になってしまう、という問題点を有している。かかる問題点を解決する方法として、構造を多芯（マルチコア）構造とすることにより、曲げ損失を低減した技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献２に開示されている多芯構造を有する光ファイバにおいては、断面積に占める鞘の割合が増大してしまうため、受光量の低下を招き、さらに芯と鞘との界面の機械強度が弱く、容易に剥離してしまうという問題点を有している。また、特許文献２には、接続損失を低減することに関して何ら検討されていない。
そこで本発明においては、曲げ損失の低減、接続損失の低減、伝送損失の低減を同時に満足するプラスチック光ファイバ、を提供することを目的とする。
本発明者は、上述した従来技術の課題を解決すべく鋭意検討した結果、海部を形成するポリメタクリル酸メチル系樹脂（ＰＭＭＡ系樹脂）を含む芯の内側に、海部よりも屈折率の低い島部を形成させることにより、従来技術の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔１〕
前記プラスチック光ファイバの芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘と、
前記第１の鞘の内側に第１の海部を形成する第１の芯と、
を有するプラスチック光ファイバであって、
前記第１の芯の内側に、少なくとも外周が前記第１の海部よりも屈折率が低く形成された第１の島部を有し、
前記第１の芯がポリメタクリル酸メチル系樹脂を含む、
プラスチック光ファイバ。
〔２〕
前記第１の島部は、第２の鞘と、前記第２の鞘の内側に第２の海部を形成する第２の芯とを有する、前記〔１〕に記載のプラスチック光ファイバ。
〔３〕
前記第２の芯の内側に、さらに、第３の鞘と前記第３の鞘の内側に第３の海部を形成する第３の芯よりなる第２の島部を有する、前記〔２〕に記載のプラスチック光ファイバ。
〔４〕
前記第２の島部は、プラスチック光ファイバの断面の内方向に向かって、同心円状に鞘と芯とがこの順序でそれぞれ２つ以上、交互に形成され、全体で４層以上の芯／鞘構造の層を有する、前記〔３〕に記載のプラスチック光ファイバ。
〔５〕
前記プラスチック光ファイバを構成する各芯が同じ素材で形成されている、前記〔２〕乃至〔４〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔６〕
前記プラスチック光ファイバの断面における、最内層の島部の直径が、前記プラスチック光ファイバの断面の直径の２０％以上４０％以下である、前記〔１〕乃至〔５〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔７〕
前記プラスチック光ファイバの断面おいて、前記鞘と前記芯とが、前記プラスチック光ファイバの延伸方向に直交する方向に円状に配置されている、前記〔１〕乃至〔６〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔８〕
前記プラスチック光ファイバを構成する各鞘が、同じ素材で形成されている、前記〔２〕乃至〔７〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔９〕
前記プラスチック光ファイバを構成する鞘の少なくとも一つがフッ素樹脂である、前記〔１〕乃至〔８〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔１０〕
前記第１の鞘の外側に熱可塑性フッ素系樹脂層よりなる保護層を有する、前記〔１〕乃至〔９〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔１１〕
前記〔１〕乃至〔１０〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバと、
前記プラスチック光ファイバを被覆する熱可塑性樹脂層よりなる被覆層と、を有する、
プラスチック光ファイバケーブル。
前記プラスチック光ファイバの芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘と、
前記第１の鞘の内側に第１の海部を形成する第１の芯と、
を有するプラスチック光ファイバであって、
前記第１の芯の内側に、少なくとも外周が前記第１の海部よりも屈折率が低く形成された第１の島部を有し、
前記第１の芯がポリメタクリル酸メチル系樹脂を含む、
プラスチック光ファイバ。
〔２〕
前記第１の島部は、第２の鞘と、前記第２の鞘の内側に第２の海部を形成する第２の芯とを有する、前記〔１〕に記載のプラスチック光ファイバ。
〔３〕
前記第２の芯の内側に、さらに、第３の鞘と前記第３の鞘の内側に第３の海部を形成する第３の芯よりなる第２の島部を有する、前記〔２〕に記載のプラスチック光ファイバ。
〔４〕
前記第２の島部は、プラスチック光ファイバの断面の内方向に向かって、同心円状に鞘と芯とがこの順序でそれぞれ２つ以上、交互に形成され、全体で４層以上の芯／鞘構造の層を有する、前記〔３〕に記載のプラスチック光ファイバ。
〔５〕
前記プラスチック光ファイバを構成する各芯が同じ素材で形成されている、前記〔２〕乃至〔４〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔６〕
前記プラスチック光ファイバの断面における、最内層の島部の直径が、前記プラスチック光ファイバの断面の直径の２０％以上４０％以下である、前記〔１〕乃至〔５〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔７〕
前記プラスチック光ファイバの断面おいて、前記鞘と前記芯とが、前記プラスチック光ファイバの延伸方向に直交する方向に円状に配置されている、前記〔１〕乃至〔６〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔８〕
前記プラスチック光ファイバを構成する各鞘が、同じ素材で形成されている、前記〔２〕乃至〔７〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔９〕
前記プラスチック光ファイバを構成する鞘の少なくとも一つがフッ素樹脂である、前記〔１〕乃至〔８〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔１０〕
前記第１の鞘の外側に熱可塑性フッ素系樹脂層よりなる保護層を有する、前記〔１〕乃至〔９〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバ。
〔１１〕
前記〔１〕乃至〔１０〕のいずれか一に記載のプラスチック光ファイバと、
前記プラスチック光ファイバを被覆する熱可塑性樹脂層よりなる被覆層と、を有する、
プラスチック光ファイバケーブル。
本発明によれば、曲げ損失の低減、接続損失の低減、及び伝送損失の低減を同時に満足するプラスチック光ファイバを提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。
なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
なお、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
〔プラスチック光ファイバ〕
本実施形態のプラスチック光ファイバ（例えば、ステップインデックス型光ファイバが挙げられる。以下、「プラスチック光ファイバ」を単に「光ファイバ」ということがある。）は、プラスチック光ファイバの芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘と、前記第１の鞘の内側に第１の海部を形成する第１の芯とを有し、前記第１の芯の内側に、少なくとも外周が第１の海部よりも屈折率が低く形成された第１の島部とを有し、前記第１の芯がポリメタクリル酸メチル系樹脂（ＰＭＭＡ系樹脂）を含む。
本実施形態のプラスチック光ファイバ（例えば、ステップインデックス型光ファイバが挙げられる。以下、「プラスチック光ファイバ」を単に「光ファイバ」ということがある。）は、プラスチック光ファイバの芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘と、前記第１の鞘の内側に第１の海部を形成する第１の芯とを有し、前記第１の芯の内側に、少なくとも外周が第１の海部よりも屈折率が低く形成された第１の島部とを有し、前記第１の芯がポリメタクリル酸メチル系樹脂（ＰＭＭＡ系樹脂）を含む。
従来、マルチコア型光ファイバでは、接続損失の値が大きい傾向があった。これは、何らの論理に束縛されることを意図しないが、マルチコア型光ファイバ同士を接続する際に、一方の複数のコアを、他方の複数のコアに対して接続位置を正確に対応させることが困難であり、これによって光損失が生じたためと考えられる。
一方において、本実施形態のプラスチック光ファイバは、前記第１の芯の内側に島部が形成されている構造とし、前記島部は少なくとも外周が海部となる前記第１の芯の樹脂よりも屈折率を低いものとした。それにより、プラスチック光ファイバを曲げた際の島部からの漏光や、プラスチック光ファイバ同士を接続する際の漏光を周辺の海部で伝搬することが可能となるため、曲げ損失や接続損失が改善した。さらに、海部としての芯がＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）系樹脂を含むことによって、光ファイバに柔軟性が付与されて耐久性が向上し、曲げ損失及び伝送損失の低減を達成できた。
すなわち、本実施形態のプラスチック光ファイバでは、上述したように、第１の芯の内側に、島部が形成されている構造とし、前記島部は少なくとも外周が海部となる第１の芯の樹脂よりも屈折率が低いものにし、さらには、海部を構成する芯樹脂としてＰＭＭＡ系樹脂を採用することによって、曲げ損失の低減、接続損失の低減、及び通信帯域の向上を同時に満たすことができる。
一般的に光ファイバ、例えば、ステップインデックス型光ファイバの芯は、光を伝播する部分であるため、例えば、特許文献１に記載されたようなフォトニック結晶ファイバが有する空孔を除き、内部に異物は何も存在させないほうがよいとされており、本実施形態のプラスチック光ファイバにおいて上述した効果が得られることは驚くべき結果である。
一般的に光ファイバ、例えば、ステップインデックス型光ファイバの芯は、光を伝播する部分であるため、例えば、特許文献１に記載されたようなフォトニック結晶ファイバが有する空孔を除き、内部に異物は何も存在させないほうがよいとされており、本実施形態のプラスチック光ファイバにおいて上述した効果が得られることは驚くべき結果である。
本実施形態のプラスチック光ファイバは、例えば、照明用、光データ通信用、光電センサ等のセンサ用等に適用できる。
（プラスチック光ファイバの好適な形態）
本実施形態のプラスチック光ファイバは、前記プラスチック光ファイバの断面において、鞘と芯とが、プラスチック光ファイバの延伸方向に直交する方向に、円状に配置されていることが好ましい。鞘と芯とは、完全な同心円形状に配置されていることまでは要求されず、外周に位置する芯の内側に、当該芯よりも屈折率の低い鞘が円状に形成されていればよい。
本実施形態のプラスチック光ファイバは、前記プラスチック光ファイバの断面において、鞘と芯とが、プラスチック光ファイバの延伸方向に直交する方向に、円状に配置されていることが好ましい。鞘と芯とは、完全な同心円形状に配置されていることまでは要求されず、外周に位置する芯の内側に、当該芯よりも屈折率の低い鞘が円状に形成されていればよい。
図１に、本実施形態のプラスチック光ファイバの一例の概略断面図を示す。
図１において、プラスチック光ファイバ１Ａ（以下、単に「光ファイバ１Ａ」と記載する場合がある。）は、当該プラスチック光ファイバの芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘２と、前記第１の鞘２の内側に第１の海部を形成するＰＭＭＡ系樹脂からなる第１の芯１とを有する。
第１の芯１の内側には、少なくとも外周が前記第１の海部である第１の芯１よりも屈折率が低く形成された第１の島部８を有している。
本実施形態のプラスチック光ファイバの好適な形態は、前記第１の島部８の内側に、第２の島部１１を有し、さらに第２の島部１１の内側に第３の島部１４を有する、４層の芯／鞘構造を有する形態である。
第１の島部８は、外周側に第２の鞘９と、第２の鞘９の内側にＰＭＭＡ系樹脂からなる第２の海部を形成する第２の芯１０とを有する。
第２の島部１１は、外周側に第３の鞘１２と、第３の鞘１２の内側にＰＭＭＡ系樹脂からなる第３の海部を形成する第３の芯１３を有する。
第３の島部１４は、外周側に第３の鞘１５と、第３の鞘１５の内側にＰＭＭＡ系樹脂からなる第３の海部を形成する第３の芯１６を有する。
図１において、プラスチック光ファイバ１Ａ（以下、単に「光ファイバ１Ａ」と記載する場合がある。）は、当該プラスチック光ファイバの芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘２と、前記第１の鞘２の内側に第１の海部を形成するＰＭＭＡ系樹脂からなる第１の芯１とを有する。
第１の芯１の内側には、少なくとも外周が前記第１の海部である第１の芯１よりも屈折率が低く形成された第１の島部８を有している。
本実施形態のプラスチック光ファイバの好適な形態は、前記第１の島部８の内側に、第２の島部１１を有し、さらに第２の島部１１の内側に第３の島部１４を有する、４層の芯／鞘構造を有する形態である。
第１の島部８は、外周側に第２の鞘９と、第２の鞘９の内側にＰＭＭＡ系樹脂からなる第２の海部を形成する第２の芯１０とを有する。
第２の島部１１は、外周側に第３の鞘１２と、第３の鞘１２の内側にＰＭＭＡ系樹脂からなる第３の海部を形成する第３の芯１３を有する。
第３の島部１４は、外周側に第３の鞘１５と、第３の鞘１５の内側にＰＭＭＡ系樹脂からなる第３の海部を形成する第３の芯１６を有する。
上述したように、本実施形態のプラスチック光ファイバは、芯／鞘構造からなる島部が、断面の内方向に向かって同心円状に形成されている形態を有することが好ましい。
なお、図１に示す光ファイバ１Ａの第１の島部８には、３つの鞘と、３つの芯とが含まれている構成を有するが、本実施形態のプラスチック光ファイバでは、この形態に限定されず、第１の島部８が、２つの鞘と、２つの芯とで構成されており、プラスチック光ファイバ全体として、３つの鞘と、３つの芯とで構成されていてもよい。
また、第１の島部８が３つ以上の鞘と、３つ以上の芯とを含む構成であって、プラスチック光ファイバ全体として、４つ以上の鞘と、４つ以上の芯とで構成されていてもよい。すなわちかかる構成においては、第２の島部１１が、プラスチック光ファイバの断面の面方向に向かって同心円状に鞘と芯とがこの順序で、それぞれ２つ以上交互に形成され、全体で４層以上の芯／鞘構造の層を有するものとなる。
なお、図１に示す光ファイバ１Ａの第１の島部８には、３つの鞘と、３つの芯とが含まれている構成を有するが、本実施形態のプラスチック光ファイバでは、この形態に限定されず、第１の島部８が、２つの鞘と、２つの芯とで構成されており、プラスチック光ファイバ全体として、３つの鞘と、３つの芯とで構成されていてもよい。
また、第１の島部８が３つ以上の鞘と、３つ以上の芯とを含む構成であって、プラスチック光ファイバ全体として、４つ以上の鞘と、４つ以上の芯とで構成されていてもよい。すなわちかかる構成においては、第２の島部１１が、プラスチック光ファイバの断面の面方向に向かって同心円状に鞘と芯とがこの順序で、それぞれ２つ以上交互に形成され、全体で４層以上の芯／鞘構造の層を有するものとなる。
（芯）
本実施形態のプラスチック光ファイバを構成する芯とは、例えば、光を伝送させる部分であり、芯よりも屈折率が低い鞘に周囲を囲まれた光学的に透明な部分である。
芯の形態に特に定めはないが、断面が円形状である形態が効率的に光を反射できるため好ましい。芯が、内周と外周とを有する構造の場合、外周のみ鞘に囲まれていればよい。
本実施形態のプラスチック光ファイバを構成する芯とは、例えば、光を伝送させる部分であり、芯よりも屈折率が低い鞘に周囲を囲まれた光学的に透明な部分である。
芯の形態に特に定めはないが、断面が円形状である形態が効率的に光を反射できるため好ましい。芯が、内周と外周とを有する構造の場合、外周のみ鞘に囲まれていればよい。
芯として用いることのできる材料は、透明性、柔軟性を兼ね備えた材料である必要があり、ＰＭＭＡ系樹脂を含む材料であることが好ましい。ＰＭＭＡ系を含む材料としては、後述するメチルメタクリレートの重合体、共重合体や、これらの（共）重合体を含む複数樹脂の混合物や組成物をいずれも用いることができ、ＰＭＭＡ系樹脂を５０質量％以上含む材料が好ましい。ＰＭＭＡ系樹脂は、光通信用途に適した低伝送損失のプラスチック光ファイバとすることができる。
芯として用いることのできるＰＭＭＡ系樹脂とは、メチルメタクリレートの単独重合体、又はメチルメタクリレート由来の単位を５０質量％以上含んだ共重合体をいう。
ＰＭＭＡ系樹脂は、メチルメタクリレート由来の単位と、メチルメタクリレートと共重合可能な成分由来の単位と、を含む共重合体であってもよい。
メチルメタクリレートと共重合可能な成分としては、特に限定されず、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、アクリルアミド、メチルクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミド等のアクリルアミド類、メタクリルアミド、メチルメタクリルアミド、ジメチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド類、イソプロピルマレイミドのようなマレイミド類、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン等が挙げられ、これらの１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
芯の材料であるＰＭＭＡ系樹脂の重量平均分子量は、メルトフロー（成形しやすさ）の観点から、ポリスチレン換算で、８万以上２０万以下のものが好ましく、１０万以上１２万以下のものがより好ましい。
ＰＭＭＡ系樹脂は、メチルメタクリレート由来の単位と、メチルメタクリレートと共重合可能な成分由来の単位と、を含む共重合体であってもよい。
メチルメタクリレートと共重合可能な成分としては、特に限定されず、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、アクリルアミド、メチルクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、Ｎ－イソプロピルアクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミド等のアクリルアミド類、メタクリルアミド、メチルメタクリルアミド、ジメチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド類、イソプロピルマレイミドのようなマレイミド類、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン等が挙げられ、これらの１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
芯の材料であるＰＭＭＡ系樹脂の重量平均分子量は、メルトフロー（成形しやすさ）の観点から、ポリスチレン換算で、８万以上２０万以下のものが好ましく、１０万以上１２万以下のものがより好ましい。
本実施形態のプラスチック光ファイバが複数の芯を有する場合、各芯が同じ素材であれば、各芯を伝搬する光の速度が同一となり、光ファイバの帯域が向上するため、各芯が同じ素材で形成されていることが好ましい。
本実施形態のプラスチック光ファイバの断面積全体に占める、プラスチック光ファイバを構成する芯の断面積の合計は、５０％以上であることが好ましい。
芯の断面積の合計が５０％以上であることにより、受光面積が十分に大きくなるため、より長距離の伝送が可能となる。同様の観点から、芯の断面積の合計は、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上であることがより好ましく、８５％以上、８７％以上、８９％以上、９０％以上、９１％以上、９２％以上、９３％以上、９４％以上、９５％以上であることがさらに好ましい。
なお、プラスチック光ファイバの断面積全体に占める、芯の断面積比は、後述するポリマーの流量比で表現することもできる。
プラスチック光ファイバの断面積全体に占める、プラスチック光ファイバを構成する芯の断面積の合計は、プラスチック光ファイバの製造工程において、芯樹脂の流量を調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。
芯の断面積の合計が５０％以上であることにより、受光面積が十分に大きくなるため、より長距離の伝送が可能となる。同様の観点から、芯の断面積の合計は、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上であることがより好ましく、８５％以上、８７％以上、８９％以上、９０％以上、９１％以上、９２％以上、９３％以上、９４％以上、９５％以上であることがさらに好ましい。
なお、プラスチック光ファイバの断面積全体に占める、芯の断面積比は、後述するポリマーの流量比で表現することもできる。
プラスチック光ファイバの断面積全体に占める、プラスチック光ファイバを構成する芯の断面積の合計は、プラスチック光ファイバの製造工程において、芯樹脂の流量を調整することにより、上記数値範囲に制御することができる。
（鞘）
本実施形態のプラスチック光ファイバを構成する鞘とは、例えば、芯内を伝播する光を反射させるために設けられた、芯よりも屈折率が低い部分である。
鞘は、芯を取り囲むように配置されるだけでなく、海部としての芯の内側に島部として存在していてもよい。
本実施形態のプラスチック光ファイバを構成する鞘とは、例えば、芯内を伝播する光を反射させるために設けられた、芯よりも屈折率が低い部分である。
鞘は、芯を取り囲むように配置されるだけでなく、海部としての芯の内側に島部として存在していてもよい。
鞘として用いることができる材料は、例えば、その鞘の内側に形成される芯よりも屈折率が低い材料であれば特に制限はなく、例えば、ガラス、樹脂、及び樹脂の混合物や、樹脂組成物等が挙げられる。それらの中でも、使用する光に対する透過率が高い観点から、フッ素樹脂、複数のフッ素樹脂の混合物、特にフッ素樹脂と炭化水素系樹脂との混合物が好適に用いられる。
鞘の材料として、フッ素樹脂を用いることにより、伝送損失をより一層抑えることができる。かかる観点から、本実施形態のプラスチック光ファイバを構成する鞘の少なくとも一つが、フッ素樹脂であることが好ましい。
鞘の材料として、フッ素樹脂を用いることにより、伝送損失をより一層抑えることができる。かかる観点から、本実施形態のプラスチック光ファイバを構成する鞘の少なくとも一つが、フッ素樹脂であることが好ましい。
鞘の材料として用いるフッ素樹脂としては、例えば、フッ化メタクリレート系重合体やポリビニリデンフロライド系樹脂、エチレン－テトラフロロエチレン系共重合体等が挙げられる。これらは、含フッ素モノマーの複数種類の共重合体であってもよい。
フッ化メタクリレート系重合体としては、特に限定されないが、透過率が高く耐熱性や成形性に優れるという観点から、フルオロアルキルメタクリレート、フルオロアルキルアクリレート、α－フロロ－フルオロアルキルアクリレート等のフッ素を含有するアクリレートモノマー又はメタクリレートモノマーの重合体が好ましい。また、フッ素を含有する（メタ）アクリレートモノマー由来の単位と、これらと共重合可能な他の成分由来の単位とを含む共重合体であってもよく、メチルメタクリレート等の共重合可能な炭化水素系のモノマー由来の単位との共重合体が好ましい。フッ素を含有する（メタ）アクリレートモノマー由来の単位と、これと共重合可能な炭化水素系のモノマー由来の単位との共重合体を鞘の材料とすることで、容易に屈折率を制御できるため好ましい。
フッ化メタクリレート系重合体としては、特に限定されないが、透過率が高く耐熱性や成形性に優れるという観点から、フルオロアルキルメタクリレート、フルオロアルキルアクリレート、α－フロロ－フルオロアルキルアクリレート等のフッ素を含有するアクリレートモノマー又はメタクリレートモノマーの重合体が好ましい。また、フッ素を含有する（メタ）アクリレートモノマー由来の単位と、これらと共重合可能な他の成分由来の単位とを含む共重合体であってもよく、メチルメタクリレート等の共重合可能な炭化水素系のモノマー由来の単位との共重合体が好ましい。フッ素を含有する（メタ）アクリレートモノマー由来の単位と、これと共重合可能な炭化水素系のモノマー由来の単位との共重合体を鞘の材料とすることで、容易に屈折率を制御できるため好ましい。
一方、ポリビニリデンフロライド系樹脂としては、特に限定されないが、耐熱性や成形性に優れるという観点から、ビニリデンフロライドの単独重合体；ビニリデンフロライドと、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロペン、トリフロロエチレン、ヘキサフロロアセトン、パーフロロアルキルビニルエーテル、クロロトリフロロエチレン、エチレン、プロピレンからなる群から選択される少なくとも１種類以上のモノマーとの共重合体；これらのビニリデンフロライド成分由来の単位を含む重合体とＰＭＭＡ系樹脂とのアロイが好ましい。特にパーフロロアルキルビニルエーテルをビニリデンフロライドとの共重合モノマーとして使用することにより、鞘の低屈折率化が達成できるため好ましい。
パーフロロアルキルビニルエーテルを含有したフッ素系共重合体としては、芯の材料としてメチルメタクリレート主体の（共）重合体を用いた場合、かかる芯との良密着性や低屈折率の観点から、パーフロロアルキルビニルエーテル、ビニリデンフロライド、テトラフロロエチレン、及びヘキサフロロプロペンとの４元共重合体であることが好ましく、より好ましくは、ビニリデンフロライド成分が２０～４０モル％、テトラフロロエチレン成分が４０％以上６０モル％以下、ヘキサフロロプロペン成分が１０％以上２５モル％以下、パーフロロアルキルビニルエーテル成分が１％以上１５モル％以下からなる共重合体が好ましい。さらには、前記４元重合体をナトリウムＤ線で測定した２０℃における屈折率が１．３０～１．３７、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）の値が３０～５５、２６５℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、荷重５ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍノズルから１０分間に流れる樹脂のｇ数）が１～７５ｇ／１０分を満足する重合体が、プラスチック光ファイバの製造工程が容易となる観点から好ましい。
なお、本願明細書中において「屈折率」とは、ＪＩＳ Ｋ７１４２ ２０１４に基づいて算出された値を意味する。
なお、本願明細書中において「屈折率」とは、ＪＩＳ Ｋ７１４２ ２０１４に基づいて算出された値を意味する。
さらには、耐熱性の観点から、鞘の材料としては、ポリビニリデンフロライド、ヘキサフロロプロペン、及びテトラフロロエチレンの共重合体が好ましく、より好ましくはビニリデンフロライド成分が４０モル％以上６２モル％以下、テトラフロロエチレン成分が２８モル％以上４０モル％以下、ヘキサフロロプロペン成分が８モル％以上２２モル％以下からなる共重合体である。さらには、前記共重合体において、ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３５以上１．３７以下、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭＤ２２４０）の値が３８以上４５以下、２４０℃におけるＭＦＲ（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８、荷重１０ｋｇ）が１５＜ＭＦＲ＜（５／９）×２４０－１００なる関係を満足することがが、本実施形態のプラスチック光ファイバの製造が容易になる観点から好ましい。
前記ポリビニリデンフロライド、ヘキサフロロプロペン、及びテトラフロロエチレンの共重合体は、前記成分比内であれば、トリフロロエチレン、ヘキサフロロアセトン、パーフロロアルキルビニルエーテル、クロロトリフロロエチレン、エチレン、プロピレン等を重合単量体として含む共重合体であってもよい。
前記ポリビニリデンフロライド、ヘキサフロロプロペン、及びテトラフロロエチレンの共重合体は、前記成分比内であれば、トリフロロエチレン、ヘキサフロロアセトン、パーフロロアルキルビニルエーテル、クロロトリフロロエチレン、エチレン、プロピレン等を重合単量体として含む共重合体であってもよい。
エチレン－テトラフロロエチレン系共重合体としては、特に制限はないが、１５０～２００℃の範囲に融点を有し、ナトリウムＤ線で２０℃で測定した屈折率が１．３７～１．４１の範囲にあり、ＭＦＲ（２３０℃、荷重３．８ｋｇ）が５～１００ｇ／１０分の範囲にあり、反応性官能基末端を有する、変性エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体が好ましい。
上述した鞘を構成する各種のフッ素樹脂は、変性された変性フッ素樹脂であってもよい。
前記変性フッ素樹脂とは、全部又は一部の水素原子がフッ素原子で置換されたエチレン性モノマー（塩素等のフッ素以外のハロゲン原子を含んでいてもよい。以下、「含フッ素モノマー」ともいう。）の重合体、又は該含フッ素モノマーと共重合可能な単量体との共重合体であって、主鎖あるいは側鎖に反応性官能基（例えば、カーボネート基（カルボニルジオキシ基）、エステル基、ハロホルミル基、カルボキシル基等）を導入して変性した、反応性官能基末端を有するものをいう。
ここで、「反応性官能基末端を有する」とは、主鎖及び／又は側鎖の末端に反応性官能基を有することをいう。
前記変性フッ素樹脂とは、全部又は一部の水素原子がフッ素原子で置換されたエチレン性モノマー（塩素等のフッ素以外のハロゲン原子を含んでいてもよい。以下、「含フッ素モノマー」ともいう。）の重合体、又は該含フッ素モノマーと共重合可能な単量体との共重合体であって、主鎖あるいは側鎖に反応性官能基（例えば、カーボネート基（カルボニルジオキシ基）、エステル基、ハロホルミル基、カルボキシル基等）を導入して変性した、反応性官能基末端を有するものをいう。
ここで、「反応性官能基末端を有する」とは、主鎖及び／又は側鎖の末端に反応性官能基を有することをいう。
上記のように、反応性官能基末端を有するフッ素樹脂である、変性フッ素樹脂を鞘の材料として用いることにより、耐薬品性や耐熱性等に優れるプラスチック光ファイバが得られる。
耐薬品性と耐熱性の観点から、反応性官能基の中でもカーボネート基を有するものが特に好ましい。カーボネート基を有する反応性官能基を導入した変性フッ素樹脂は、重合時に重合開始剤としてパーオキシカーボネートを用いると容易に得られる。
耐薬品性と耐熱性の観点から、反応性官能基の中でもカーボネート基を有するものが特に好ましい。カーボネート基を有する反応性官能基を導入した変性フッ素樹脂は、重合時に重合開始剤としてパーオキシカーボネートを用いると容易に得られる。
これらの反応性官能基の導入は公知の方法によって行うことができるが、重合開始剤として共重合体に導入することが好ましく、導入の際には、得られる共重合体１００質量部に対して、重合開始剤の使用量を０．０５質量部以上２０質量部以下とすることが好ましい。
上記変性フッ素樹脂は、エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体を主骨格とする。エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体における、エチレン／テトラフルオロエチレンのモル比は、特に限定されないが、成形性と耐薬品性のバランスの観点から、７０／３０～３０／７０の範囲にあることが好ましい。
さらに、上記変性フッ素樹脂は、テトラフルオロエチレン、及びエチレンとともに、これらと共重合可能な他の単量体、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサフルオロイソブテン、プロピレン、１－ブテン、２－ブテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、ヘキサフルオロイソブテン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）等のオレフィンを共重合させたものであってもよい。
この場合、エチレン／テトラフルオロエチレン／共重合可能な他の単量体のモル比は、特に限定されないが、成形性と耐薬品性のバランスの観点から、（１０～８０）／（２０～８０）／（０～４０）の範囲にあることが好ましい。
上述した変性フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン６２モル％以上８０モル％以下、エチレン２０モル％以上３８モル％以下、及びこれらと共重合可能な単量体０モル％以上１０モル％以下からなる単量体成分から得られるポリマー鎖を有するカルボニルジオキシ基含有共重合体；テトラフルオロエチレン２０モル％以上８０モル％以下、エチレン１０モル％以上８０モル％以下、ヘキサフルオロプロピレン０モル％以上３０モル％以下、及びこれらと共重合可能な単量体０モル％以上１０モル％以下からなる単量体成分から得られるポリマー鎖を有するカルボニルジオキシ基含有共重合体が、耐薬品性や耐熱性に優れるため好ましい。
変性フッ素樹脂の融点は１５０℃～２００℃の範囲であることが好ましい。融点がかかる温度範囲であることにより、３００℃以下の温度で成形可能であるため好ましい。３００℃以下であれば、ポリメチルメタクリレート系樹脂の熱分解が許容できる。
融点の測定は、示差走査熱量測定によって行うことができる。例えば、セイコーインスツルメンツ社製の示差走査熱量計（ＥＸＳＴＡＲ ＤＳＣ６２００）を用いて、サンプルを昇温速度２０℃／分で昇温することにより測定できる。
融点の測定は、示差走査熱量測定によって行うことができる。例えば、セイコーインスツルメンツ社製の示差走査熱量計（ＥＸＳＴＡＲ ＤＳＣ６２００）を用いて、サンプルを昇温速度２０℃／分で昇温することにより測定できる。
本実施形態においては、変性フッ素樹脂が、反応性官能基末端を有するエチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体であることが好ましい。
特に、変性フッ素樹脂として用いられる変性エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体は、テトラフルオロエチレン、及びエチレンとともに、プロピレン等のモノマーを共重合させたものであっても差し支えない。これらの中でも融点が１５０℃～２００℃の範囲で、ＭＦＲ（２３０℃、荷重３．８ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ）が５～１００ｇ／１０分の範囲であれば、芯樹脂を構成するポリメチルメタクリレート系樹脂の熱分解が許容できる３００℃以下の温度で成形可能であるため好ましい。
上記のような変性フッ素樹脂は、通常、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０）の値が６０～８０の範囲にある。ショアＤ硬度が高くても、鞘樹脂に反応性官能基を導入することで、芯との接着性が生じ、固い鞘樹脂でも芯から容易に剥離し難く、芯が鞘から飛び出したりするという問題の発生を防止できる。
特に、変性フッ素樹脂として用いられる変性エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体は、テトラフルオロエチレン、及びエチレンとともに、プロピレン等のモノマーを共重合させたものであっても差し支えない。これらの中でも融点が１５０℃～２００℃の範囲で、ＭＦＲ（２３０℃、荷重３．８ｋｇ、オリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ）が５～１００ｇ／１０分の範囲であれば、芯樹脂を構成するポリメチルメタクリレート系樹脂の熱分解が許容できる３００℃以下の温度で成形可能であるため好ましい。
上記のような変性フッ素樹脂は、通常、２３℃におけるショアＤ硬度（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０）の値が６０～８０の範囲にある。ショアＤ硬度が高くても、鞘樹脂に反応性官能基を導入することで、芯との接着性が生じ、固い鞘樹脂でも芯から容易に剥離し難く、芯が鞘から飛び出したりするという問題の発生を防止できる。
このような変性フッ素樹脂としては、市販品として、ダイキン工業社製のネオフロンＥＦＥＰ ＲＰ５０００及びＲＰ４０２０、並びに旭硝子社製のフルオンＬＭ－ＥＴＦＥ ＡＨ２０００等を使用できる。これらのうち、ネオフロンＥＦＥＰ ＲＰ５０００及びＲＰ４０２０は、反応性官能基としてカルボニルジオキシ基を含有するカーボネート変性エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体であり、鞘樹脂として好適である。
鞘の厚みに特に制限はないが、薄いと光が十分に反射しないおそれがあり、厚すぎると受光面積を低下させるおそれがある。
本実施形態のプラスチック光ファイバにおいては、第１の鞘２の厚みは、プラスチック光ファイバの機械強度を保つため、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましく、７μｍ以上２０μｍ以下がさらに好ましい。
本実施形態のプラスチック光ファイバが複数の鞘を有する場合、第２以降の鞘の厚みについても、上記第１の鞘の厚みに準じて選択することができる。
本実施形態のプラスチック光ファイバにおいては、第１の鞘２の厚みは、プラスチック光ファイバの機械強度を保つため、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましく、７μｍ以上２０μｍ以下がさらに好ましい。
本実施形態のプラスチック光ファイバが複数の鞘を有する場合、第２以降の鞘の厚みについても、上記第１の鞘の厚みに準じて選択することができる。
本実施形態のプラスチック光ファイバは、芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘と第１の芯とを有し、前記第１の芯の内側に、第１の島部を有する。
本実施形態のプラスチック光ファイバが、前記第１の島部においても、１以上の鞘、又は１以上の芯／鞘構造よりなる島部を有し、全体として複数の鞘を有する場合、各島部の下記式（１）により算出されるＮＡを同一にする観点から、各鞘は同じ素材で形成されていることが好ましい。
ここでＮＡとは下記式（１）で計算される値で、光の反射特性を決定する。
光の反射特性を各島部でそろえることで、島部が複数存在するプラスチック光ファイバであっても、全体として均質な特性になるため好ましい。
ＮＡ＝（Ｎｃｏｒｅ2－Ｎｃｌａｄ2）0.5・・・（１）
Ｎｃｏｒｅ 芯の屈折率
Ｎｃｌａｄ 鞘の屈折率
本実施形態のプラスチック光ファイバが、前記第１の島部においても、１以上の鞘、又は１以上の芯／鞘構造よりなる島部を有し、全体として複数の鞘を有する場合、各島部の下記式（１）により算出されるＮＡを同一にする観点から、各鞘は同じ素材で形成されていることが好ましい。
ここでＮＡとは下記式（１）で計算される値で、光の反射特性を決定する。
光の反射特性を各島部でそろえることで、島部が複数存在するプラスチック光ファイバであっても、全体として均質な特性になるため好ましい。
ＮＡ＝（Ｎｃｏｒｅ2－Ｎｃｌａｄ2）0.5・・・（１）
Ｎｃｏｒｅ 芯の屈折率
Ｎｃｌａｄ 鞘の屈折率
（保護層）
本実施形態のプラスチック光ファイバは、図２に示すように、芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘２の、さらに外周に、保護層１７を有する構成とすることが好ましい。
第１の鞘２のさらに外周に保護層１７を設けることにより、後述する図４中に示す被覆層２１との密着性を向上させたり、プラスチック光ファイバに耐熱性を付与したりすることが可能となり、プラスチック光ファイバの性能を一層向上させることができる。
本実施形態のプラスチック光ファイバは、図２に示すように、芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘２の、さらに外周に、保護層１７を有する構成とすることが好ましい。
第１の鞘２のさらに外周に保護層１７を設けることにより、後述する図４中に示す被覆層２１との密着性を向上させたり、プラスチック光ファイバに耐熱性を付与したりすることが可能となり、プラスチック光ファイバの性能を一層向上させることができる。
保護層１７に用いる材料としては、本実施形態のプラスチック光ファイバと一括紡糸することができる熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、第１の鞘２との密着性や、成形性の観点から、熱可塑性フッ素系樹脂であることが好ましく、上述したエチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体であることがより好ましい。
保護層１７としては、特に第１の鞘２よりも屈折率の低い層を形成することが好ましい。第１の鞘２よりも屈折率が低い材料を用いることにより、第１の鞘２から漏れた光を低屈折率層である保護層１７が反射することができ、前記の効果が期待できる。低屈折率層である保護層１７の材料は、第１の鞘２の材料よりも屈折率の低い材料であれば特に限定されない。保護層１７の厚みについては、プラスチック光ファイバの光量を低下させない範囲で適度な機械強度を付与する目的で、１μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、さらには１μｍ以上１０μｍ以下がより好ましい。
保護層１７としては、特に第１の鞘２よりも屈折率の低い層を形成することが好ましい。第１の鞘２よりも屈折率が低い材料を用いることにより、第１の鞘２から漏れた光を低屈折率層である保護層１７が反射することができ、前記の効果が期待できる。低屈折率層である保護層１７の材料は、第１の鞘２の材料よりも屈折率の低い材料であれば特に限定されない。保護層１７の厚みについては、プラスチック光ファイバの光量を低下させない範囲で適度な機械強度を付与する目的で、１μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、さらには１μｍ以上１０μｍ以下がより好ましい。
（島部）
本実施形態のプラスチック光ファイバは、第１の海部を形成する第１の芯１の内側に、第１の島部８を有する。
島部は、例えば、海部を形成する芯を伝搬する光を反射する機能を有する。
第１の島部８は、少なくとも外周において、第１の芯１である第１の海部よりも屈折率が低くなるように形成されていればよく、全体に亘って、屈折率が低くなるように形成されていてもよい。
本実施形態のプラスチック光ファイバは、第１の海部を形成する第１の芯１の内側に、第１の島部８を有する。
島部は、例えば、海部を形成する芯を伝搬する光を反射する機能を有する。
第１の島部８は、少なくとも外周において、第１の芯１である第１の海部よりも屈折率が低くなるように形成されていればよく、全体に亘って、屈折率が低くなるように形成されていてもよい。
第１の島部８は、例えば、図１に示すように、第２の鞘９と、前記第２の鞘の内側に第２の海部を形成する第２の芯１０とを有するものであることが好ましい形態である。
第１の島部８が、第２の鞘９と、第２の芯１０とを有することにより、前記第１の島部８も光を伝搬することが可能となる。
なお、本実施形態のプラスチック光ファイバにおいて、第１の島部８は第２の鞘９を有していればよく、必ずしも第２の芯１０を形成する必要はない。
第１の島部８が、第２の鞘９と、第２の芯１０とを有することにより、前記第１の島部８も光を伝搬することが可能となる。
なお、本実施形態のプラスチック光ファイバにおいて、第１の島部８は第２の鞘９を有していればよく、必ずしも第２の芯１０を形成する必要はない。
本実施形態のプラスチック光ファイバは、例えば、図１に示すように、第２の芯１０のさらに内側に、第２の島部１１を有することが好ましい。
第２の芯１０の内側に第２の島部１１を有することにより、第２の島部１１を伝搬する光の曲げ損失を低減することができる。
第２の芯１０の内側に第２の島部１１を有することにより、第２の島部１１を伝搬する光の曲げ損失を低減することができる。
本実施形態の第２の島部１１は、例えば、図１に示すように、プラスチック光ファイバの断面の内方向に向かって、同心円状に鞘と芯とがこの順序でそれぞれ１つ以上、交互に形成された構造を有することが好ましい。
第２の島部１１がこのような構造を有することにより、より効果的に曲げ損失を低減できる。
第２の島部１１において、同心円状に芯と鞘とが２つ以上交互に形成された構造を有することにより、全体で４層以上の芯／鞘構造の層を有するものとすることができ、一層、効果的に曲げ損失を低減できる。
第２の島部１１がこのような構造を有することにより、より効果的に曲げ損失を低減できる。
第２の島部１１において、同心円状に芯と鞘とが２つ以上交互に形成された構造を有することにより、全体で４層以上の芯／鞘構造の層を有するものとすることができ、一層、効果的に曲げ損失を低減できる。
上述したように、本実施形態のプラスチック光ファイバは、芯と鞘が交互に繰り返された同心円状の構造を有することが好適な形態であり、これにより、曲げた際の曲げ損失及びプラスチック光ファイバ同士を接続する際の接続損失を低減することが可能となる。
特に、最内層の島部は光を透過させた際の光量が最も多くなるため、最内層の島部の直径は、本実施形態のプラスチック光ファイバの断面の直径の２０％以上４０％以下であることが好ましく、２５％以上３５％以下であることがより好ましく、２７以上３３％以下であることがさらに好ましい。
最内層の島部の直径がプラスチック光ファイバの直径の２０％以上であることにより直線光源の光量を十分に伝搬できるだけではなく、光ファイバ同士を接続した際の光学軸ずれが生じにくくなるため接続損失を低減できる。また最内層の島部の直径が４０％以下であるとプラスチック光ファイバを曲げた際の曲げ損失を十分に低減できる。
特に、最内層の島部は光を透過させた際の光量が最も多くなるため、最内層の島部の直径は、本実施形態のプラスチック光ファイバの断面の直径の２０％以上４０％以下であることが好ましく、２５％以上３５％以下であることがより好ましく、２７以上３３％以下であることがさらに好ましい。
最内層の島部の直径がプラスチック光ファイバの直径の２０％以上であることにより直線光源の光量を十分に伝搬できるだけではなく、光ファイバ同士を接続した際の光学軸ずれが生じにくくなるため接続損失を低減できる。また最内層の島部の直径が４０％以下であるとプラスチック光ファイバを曲げた際の曲げ損失を十分に低減できる。
〔プラスチック光ファイバケーブル〕
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、本実施形態のプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバを被覆した熱可塑性樹脂層とを含む。すなわち、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、本実施形態のプラスチック光ファイバが、熱可塑性樹脂で構成された被覆層により被覆されている。
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、本実施形態のプラスチック光ファイバと、このプラスチック光ファイバを被覆した熱可塑性樹脂層とを含む。すなわち、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、本実施形態のプラスチック光ファイバが、熱可塑性樹脂で構成された被覆層により被覆されている。
（被覆層）
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルを構成する被覆層は、上記したプラスチック光ファイバの外周に被覆形成されるものである。
図３に、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルの一例の概略断面図を示す。
図３において、プラスチック光ファイバケーブル２０は、図１に示すプラスチック光ファイバ１Ａの第１の鞘２の外側に被覆層２１が形成された構成を有している。
被覆層２１として使用される樹脂は、特に制限はなく、従来公知の熱可塑性樹脂を使用できるが、例えばポリエチレン系樹脂、架橋ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド１０１０等のポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フッ化ビニリデン、ＰＦＡ等のフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、２，６－ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸との縮重合によって得られる液晶ポリマー等が挙げられる。
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルを構成する被覆層は、上記したプラスチック光ファイバの外周に被覆形成されるものである。
図３に、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルの一例の概略断面図を示す。
図３において、プラスチック光ファイバケーブル２０は、図１に示すプラスチック光ファイバ１Ａの第１の鞘２の外側に被覆層２１が形成された構成を有している。
被覆層２１として使用される樹脂は、特に制限はなく、従来公知の熱可塑性樹脂を使用できるが、例えばポリエチレン系樹脂、架橋ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド１０１０等のポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フッ化ビニリデン、ＰＦＡ等のフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、２，６－ヒドロキシナフトエ酸とパラヒドロキシ安息香酸との縮重合によって得られる液晶ポリマー等が挙げられる。
（外被覆層）
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、被覆層を最表面層として使用することも可能であるが、さらにその外周に、ポリアミド１２、ソフトポリアミド、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、フッ素樹脂、液晶樹脂等の熱可塑性樹脂からなる外被覆層（「外ジャケット」ともいう。）を施して、より補強したプラスチック光ファイバケーブルとして用いることもできる。
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、被覆層を最表面層として使用することも可能であるが、さらにその外周に、ポリアミド１２、ソフトポリアミド、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、フッ素樹脂、液晶樹脂等の熱可塑性樹脂からなる外被覆層（「外ジャケット」ともいう。）を施して、より補強したプラスチック光ファイバケーブルとして用いることもできる。
これらの被覆層用の樹脂には、外光の入射を防止するためにカーボンブラック等の遮光剤や水酸化マグネシウムやメラミンシアヌレート等の難燃剤を含有させることもできる。また、プラスチック光ファイバケーブルの識別性、意匠性を高めるために、被覆層用の樹脂に着色剤を含有させることもできる。着色剤としては、染料系や無機系の公知のものが用いられるが、耐熱性の観点から無機顔料を用いることが好ましい。
前記被覆層用の樹脂と、添加剤を混合する方法としては、例えば、公知の二軸押出機等の装置を用いて溶融混練する方法等が挙げられる。
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、１本のプラスチック光ファイバを被覆したものでもよいし、２本以上を束ねて、外被覆層などにより被覆されたものでもよい。さらには１本のプラスチック光ファイバを被覆したケーブルを複数束ねてさらに被覆してもよい。さらに必要に応じて被覆層は、３層以上であってもよい。
本実施形態のプラスチック光ファイバは、屈曲性に優れるため、歪曲配線で用いられることが好ましい。歪曲配線とすることで、使用する機器内の隙間に敷設することが可能となり、配線設計の自由度が増加する。また、危機の隙間に敷設する際に、多連結配線とすることで、敷設が容易になるため好ましい。
〔コネクタ付光ファイバケーブル〕
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、両端にコネクタを取り付けて、コネクタ付光ファイバケーブルとして利用することができる。
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、単独で使用してもよいが、特に光伝送用途では、適切なコネクタを両端に取り付けることで機器間の接続が容易になる。使用できるコネクタに特に制限はなく公知の物が使用できる。特に、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、被覆層にレーザー溶着でコネクタを取付けることが可能である。この場合、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、コネクタが溶着した状態でプラスチック光ファイバケーブルに取り付けられている。このような形態では、コネクタはレーザー溶着することで強固にプラスチック光ファイバケーブルに取り付けられるため特に好ましい。
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、両端にコネクタを取り付けて、コネクタ付光ファイバケーブルとして利用することができる。
本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、単独で使用してもよいが、特に光伝送用途では、適切なコネクタを両端に取り付けることで機器間の接続が容易になる。使用できるコネクタに特に制限はなく公知の物が使用できる。特に、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、被覆層にレーザー溶着でコネクタを取付けることが可能である。この場合、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、コネクタが溶着した状態でプラスチック光ファイバケーブルに取り付けられている。このような形態では、コネクタはレーザー溶着することで強固にプラスチック光ファイバケーブルに取り付けられるため特に好ましい。
本実施形態のプラスチック光ファイバ、又は本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルは、ステップインデックス型プラスチック光ファイバとして優れ、光通信システムやプラスチック光ファイバセンサに好適に用いることができる。したがって、本発明には、本実施形態のプラスチック光ファイバケーブルを有する光通信システム、及び本実施形態のプラスチック光ファイバを有するプラスチック光ファイバセンサを含む。光通信システムでは通信データを確実に伝送するという観点から、プラスチック光ファイバケーブルの各芯を通過する光は、同一光源から発せられる光であることが好ましい。各芯に異なる光、すなわち異なるデータを通信することも可能であるが、多連結配線時に、各芯の位置合わせを正確にする必要があり、結果として多連結接続が非常に困難となる。
〔本実施形態のプラスチック光ファイバの製造方法〕
本実施形態のプラスチック光ファイバ及びプラスチック光ファイバケーブルは、例えば、公知の複合紡糸法により製造できる。
より具体的には、本実施形態のプラスチック光ファイバを構成する各構成要素（鞘、芯、及び島部）の材料（例えば、所定の樹脂）を、所定の構造に形成するための複合紡糸ダイに同時に導入して、プラスチック光ファイバ（プラスチック光ファイバ素線）を得る。このプラスチック光ファイバ素線の外周を、クロスヘッドダイにより、熱溶融させた被覆層形成用の樹脂で被覆させることにより、プラスチック光ファイバケーブルを得ることができる。
なお、各鞘、各芯、及びこれらにより構成される各島部の断面積比は、公知の方法を採用することにより制御が可能であり、例えば、芯及び鞘樹脂を送る各々の送液ポンプの速度を変え、芯及び鞘樹脂の合計流量に占める芯樹脂の流量の比率（流量比）を調整することにより制御することができる。
本実施形態のプラスチック光ファイバ及びプラスチック光ファイバケーブルは、例えば、公知の複合紡糸法により製造できる。
より具体的には、本実施形態のプラスチック光ファイバを構成する各構成要素（鞘、芯、及び島部）の材料（例えば、所定の樹脂）を、所定の構造に形成するための複合紡糸ダイに同時に導入して、プラスチック光ファイバ（プラスチック光ファイバ素線）を得る。このプラスチック光ファイバ素線の外周を、クロスヘッドダイにより、熱溶融させた被覆層形成用の樹脂で被覆させることにより、プラスチック光ファイバケーブルを得ることができる。
なお、各鞘、各芯、及びこれらにより構成される各島部の断面積比は、公知の方法を採用することにより制御が可能であり、例えば、芯及び鞘樹脂を送る各々の送液ポンプの速度を変え、芯及び鞘樹脂の合計流量に占める芯樹脂の流量の比率（流量比）を調整することにより制御することができる。
以下、本実施形態について具体的な実施例及び比較例を挙げて説明するが、本実施形態は、後述する実施例に限定されない。まず、評価項目について説明する。
＜曲げ損失＞
各実施例及び比較例について、半径５ｍｍの円柱に沿わせて９０度に曲げた際の光量低下率を測定した。測定値が０．５ｄＢ以下であるものを合格とした。
各実施例及び比較例について、半径５ｍｍの円柱に沿わせて９０度に曲げた際の光量低下率を測定した。測定値が０．５ｄＢ以下であるものを合格とした。
＜接続損失＞
各実施例及び比較例について、光ファイバ２ｍの両端にＦ０７コネクタを取付け、光パワーメータ（グレイテクノス製 Ｐｈｏｔｏｍ２０５Ａ）にて光量を測定した。その後、光ファイバの軸方向の中央で２分割し、分割部にＦ０７コネクタを取付けた。端面を粒度３０μｍ、９μｍ、及び１μｍのラッピングフィルムで順次研磨し平坦に仕上げた。その後、中継アダプタで接続し、再度光量を測定した。分割前後での光量差が１．５ｄＢ以下である場合、合格とした。
各実施例及び比較例について、光ファイバ２ｍの両端にＦ０７コネクタを取付け、光パワーメータ（グレイテクノス製 Ｐｈｏｔｏｍ２０５Ａ）にて光量を測定した。その後、光ファイバの軸方向の中央で２分割し、分割部にＦ０７コネクタを取付けた。端面を粒度３０μｍ、９μｍ、及び１μｍのラッピングフィルムで順次研磨し平坦に仕上げた。その後、中継アダプタで接続し、再度光量を測定した。分割前後での光量差が１．５ｄＢ以下である場合、合格とした。
＜伝送損失＞
各実施例及び比較例について、２２ｍのサンプルを２本用意し、光源として入射ＮＡ０．１５、波長６５０ｎｍの光を用い、２２ｍ－２ｍカットバック法にてそれぞれ伝送損失の初期値を測定した。伝送損失が２００ｄＢ／ｋｍ以下のものを合格とした。
各実施例及び比較例について、２２ｍのサンプルを２本用意し、光源として入射ＮＡ０．１５、波長６５０ｎｍの光を用い、２２ｍ－２ｍカットバック法にてそれぞれ伝送損失の初期値を測定した。伝送損失が２００ｄＢ／ｋｍ以下のものを合格とした。
＜信頼性試験＞
上記の伝送損失の初期値を測定した２０ｍの残サンプル２本の内、１本を乾熱環境下での信頼性試験として７０℃又は１０５℃の恒温槽に投入した。また残りの１本を湿熱環境下での信頼性試験として７０℃９５％ＲＨ又は８５℃８５％ＲＨの恒温恒湿槽に投入し、３０００時間の信頼性試験を実施した。３０００時間後にサンプルを槽から取出し２０ｍ－２ｍのカットバック法にて上記の伝送損失測定法と同様に伝送損失を測定した。
乾熱環境下での信頼性試験は伝送損失が２００ｄＢ／ｋｍ以下、湿熱環境下での伝送損失は２５０ｄＢ／ｋｍ以下であれば合格とした。
なお、信頼性試験の試験条件はプラスチック光ファイバ素線に保護層を設けたものは１０５℃及び８５℃８５％ＲＨ環境下で、保護層を設けなかったものについては７０℃及び７０℃９５％ＲＨ環境下で信頼性試験を行った。
上記の伝送損失の初期値を測定した２０ｍの残サンプル２本の内、１本を乾熱環境下での信頼性試験として７０℃又は１０５℃の恒温槽に投入した。また残りの１本を湿熱環境下での信頼性試験として７０℃９５％ＲＨ又は８５℃８５％ＲＨの恒温恒湿槽に投入し、３０００時間の信頼性試験を実施した。３０００時間後にサンプルを槽から取出し２０ｍ－２ｍのカットバック法にて上記の伝送損失測定法と同様に伝送損失を測定した。
乾熱環境下での信頼性試験は伝送損失が２００ｄＢ／ｋｍ以下、湿熱環境下での伝送損失は２５０ｄＢ／ｋｍ以下であれば合格とした。
なお、信頼性試験の試験条件はプラスチック光ファイバ素線に保護層を設けたものは１０５℃及び８５℃８５％ＲＨ環境下で、保護層を設けなかったものについては７０℃及び７０℃９５％ＲＨ環境下で信頼性試験を行った。
（実施例１）
第１～第４の芯を構成する材料としてポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９１）を用い、各々の芯と直接接する第１～第４の鞘を構成する材料として、ビニリデンフロライド７２質量％とテトラフルオロエチレン２８質量％の共重合体（屈折率１．４０）を用い、使用する複合ダイスを２種８層複合ダイスとし、芯と鞘が交互に４層ずつ同心円状に構成されたダイスを用いて、直径１ｍｍのプラスチック光ファイバを紡糸し、図１に示すような断面を有するプラスチック光ファイバを製造した。
断面をデジタルマイクロスコープ（キーエンス製 ＶＨＸ－８０００、拡大倍率５０倍）にて観察した所、各層の島部全てに鞘が形成されており、第１～第４層全てにおいて導光し、図１の概略断面図に示す構造になっていることを確認した。また得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径をデジタルマイクロスコープ（キーエンス製 ＶＨＸ－８０００、拡大倍率１００倍）を用いて測定したところ３５０μｍであり、プラスチック光ファイバの断面の直径に対する比率は３５％であった。このとき、鞘部を含めた島部外周部に接線を引き、接線間の距離を島部直径とした
その後、製造したプラスチック光ファイバ素線をポリエチレンにて被覆（被覆径２．２ｍｍ）し、プラスチック光ファイバケーブルとした。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２２ｍにカットしたものを２本用意し、それぞれ２ｍカットバックして伝送損失の初期値を測定した。伝送損失はそれぞれ１４５ｄＢ／ｋｍ及び１４６ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．３ｄＢで合格であった。
接続損失については０．９ｄＢで合格であった。得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
第１～第４の芯を構成する材料としてポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９１）を用い、各々の芯と直接接する第１～第４の鞘を構成する材料として、ビニリデンフロライド７２質量％とテトラフルオロエチレン２８質量％の共重合体（屈折率１．４０）を用い、使用する複合ダイスを２種８層複合ダイスとし、芯と鞘が交互に４層ずつ同心円状に構成されたダイスを用いて、直径１ｍｍのプラスチック光ファイバを紡糸し、図１に示すような断面を有するプラスチック光ファイバを製造した。
断面をデジタルマイクロスコープ（キーエンス製 ＶＨＸ－８０００、拡大倍率５０倍）にて観察した所、各層の島部全てに鞘が形成されており、第１～第４層全てにおいて導光し、図１の概略断面図に示す構造になっていることを確認した。また得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径をデジタルマイクロスコープ（キーエンス製 ＶＨＸ－８０００、拡大倍率１００倍）を用いて測定したところ３５０μｍであり、プラスチック光ファイバの断面の直径に対する比率は３５％であった。このとき、鞘部を含めた島部外周部に接線を引き、接線間の距離を島部直径とした
その後、製造したプラスチック光ファイバ素線をポリエチレンにて被覆（被覆径２．２ｍｍ）し、プラスチック光ファイバケーブルとした。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２２ｍにカットしたものを２本用意し、それぞれ２ｍカットバックして伝送損失の初期値を測定した。伝送損失はそれぞれ１４５ｄＢ／ｋｍ及び１４６ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．３ｄＢで合格であった。
接続損失については０．９ｄＢで合格であった。得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
（実施例２）
第１～第４の芯を構成する材料としてポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９１）を用い、各々の芯と直接接する第１～第４の鞘を構成する材料として、エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体を主骨格としたフッ素系共重合体にカーボネート基を導入した変性した変性フッ素共重合体（屈折率１．３８）を用い、更に、芯／鞘構造の最外側の第１の鞘の外側に、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンの共重合体（屈折率１．３７）の層を設けることが可能な、２種９層の複合ダイスを用いて、芯と鞘が交互に４層ずつ同心円状に構成され、その外側に保護層を設けた、図２に示すような直径１ｍｍのプラスチック光ファイバを製造した。
製造したプラスチック光ファイバ素線をポリアミド１２にて被覆（被覆径１．５ｍｍ）し、プラスチック光ファイバケーブルとした。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。伝送損失はそれぞれ１６６ｄＢ／ｋｍ及び１６２ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．３ｄＢで合格であった。
接続損失については０．７ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
第１～第４の芯を構成する材料としてポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９１）を用い、各々の芯と直接接する第１～第４の鞘を構成する材料として、エチレン－テトラフルオロエチレン系共重合体を主骨格としたフッ素系共重合体にカーボネート基を導入した変性した変性フッ素共重合体（屈折率１．３８）を用い、更に、芯／鞘構造の最外側の第１の鞘の外側に、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンの共重合体（屈折率１．３７）の層を設けることが可能な、２種９層の複合ダイスを用いて、芯と鞘が交互に４層ずつ同心円状に構成され、その外側に保護層を設けた、図２に示すような直径１ｍｍのプラスチック光ファイバを製造した。
製造したプラスチック光ファイバ素線をポリアミド１２にて被覆（被覆径１．５ｍｍ）し、プラスチック光ファイバケーブルとした。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。伝送損失はそれぞれ１６６ｄＢ／ｋｍ及び１６２ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．３ｄＢで合格であった。
接続損失については０．７ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
（実施例３）
第１～第４の鞘に使用する鞘樹脂としてテトラフルオロプロピルメタクリレート（４ＦＭ）２０質量％、ペンタフルオロプロピルメタクリレート（５ＦＭ）６０質量％、及びメチルメタクリレート２０質量％をキャスト重合させて得られたフッ化メタクリレート系樹脂（屈折率１．４２）を用い、第１の鞘の外側に設ける保護層の樹脂として、ビニリデンフロライド７２質量％とテトラフルオロエチレン２８質量％の共重合体（屈折率１．４０）を用いた以外は実施例２と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを得た。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１４１ｄＢ／ｋｍ及び１４２ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．５ｄＢで合格であった。
接続損失については０．８ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
第１～第４の鞘に使用する鞘樹脂としてテトラフルオロプロピルメタクリレート（４ＦＭ）２０質量％、ペンタフルオロプロピルメタクリレート（５ＦＭ）６０質量％、及びメチルメタクリレート２０質量％をキャスト重合させて得られたフッ化メタクリレート系樹脂（屈折率１．４２）を用い、第１の鞘の外側に設ける保護層の樹脂として、ビニリデンフロライド７２質量％とテトラフルオロエチレン２８質量％の共重合体（屈折率１．４０）を用いた以外は実施例２と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを得た。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１４１ｄＢ／ｋｍ及び１４２ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．５ｄＢで合格であった。
接続損失については０．８ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
（実施例４）
第１～第４の鞘に使用する鞘樹脂としてパーフロロアルキルビニルエーテル、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロペンとの４元共重合体（屈折率１．３６）を用いた以外は実施例３と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを得た。製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１５５ｄＢ／ｋｍ及び１５３ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．４ｄＢで合格であった。
接続損失については０．７ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
第１～第４の鞘に使用する鞘樹脂としてパーフロロアルキルビニルエーテル、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロペンとの４元共重合体（屈折率１．３６）を用いた以外は実施例３と同様にしてプラスチック光ファイバケーブルを得た。製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１５５ｄＢ／ｋｍ及び１５３ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．４ｄＢで合格であった。
接続損失については０．７ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
（実施例５）
第１～第３の鞘に使用する鞘樹脂としてビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンの共重合体（屈折率１．３７）を用い、同心円状のプラスチック光ファイバを紡糸する複合ノズルを２種６層複合ダイスとし、芯と鞘が交互に３層ずつ同心円状に構成されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして直径１ｍｍのプラスチック光ファイバを得、実施例１と同様に、最内島部の直径と、プラスチック光ファイバとの直径、プラスチック光ファイバの断面の直径に対する比率とを求めた。
得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径は２００μｍであり、プラスチック光ファイバとの直径との比率は２０％であった。
得られた同心円状のプラスチック光ファイバにポリアミド１２を実施例２と同様にして被覆しプラスチック光ファイバケーブルを得た。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１７０ｄＢ／ｋｍ及び１７２ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．２ｄＢで合格であった。
接続損失については１．２ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
第１～第３の鞘に使用する鞘樹脂としてビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンの共重合体（屈折率１．３７）を用い、同心円状のプラスチック光ファイバを紡糸する複合ノズルを２種６層複合ダイスとし、芯と鞘が交互に３層ずつ同心円状に構成されたダイスを用いた以外は、実施例１と同様にして直径１ｍｍのプラスチック光ファイバを得、実施例１と同様に、最内島部の直径と、プラスチック光ファイバとの直径、プラスチック光ファイバの断面の直径に対する比率とを求めた。
得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径は２００μｍであり、プラスチック光ファイバとの直径との比率は２０％であった。
得られた同心円状のプラスチック光ファイバにポリアミド１２を実施例２と同様にして被覆しプラスチック光ファイバケーブルを得た。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１７０ｄＢ／ｋｍ及び１７２ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．２ｄＢで合格であった。
接続損失については１．２ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
（実施例６）
２種６層複合ダイスに入れる芯と鞘の流量比を変えながら芯と鞘が交互に３層ずつ同心円状に構成されたダイスを用いた以外は、実施例５と同様にして直径１ｍｍのプラスチック光ファイバを得た。
得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径は４００μｍであり、プラスチック光ファイバとの直径との比率は４０％であった。
この同心円状のプラスチック光ファイバにポリアミド１２を実施例２と同様にして被覆しプラスチック光ファイバケーブルを得た。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１４５ｄＢ／ｋｍ及び１４６ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．５ｄＢで合格であった。
接続損失については１．０ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
２種６層複合ダイスに入れる芯と鞘の流量比を変えながら芯と鞘が交互に３層ずつ同心円状に構成されたダイスを用いた以外は、実施例５と同様にして直径１ｍｍのプラスチック光ファイバを得た。
得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径は４００μｍであり、プラスチック光ファイバとの直径との比率は４０％であった。
この同心円状のプラスチック光ファイバにポリアミド１２を実施例２と同様にして被覆しプラスチック光ファイバケーブルを得た。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１４５ｄＢ／ｋｍ及び１４６ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．５ｄＢで合格であった。
接続損失については１．０ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
（比較例１）
芯樹脂としてポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９１）を用い、鞘樹脂として、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンの共重合体（屈折率１．３７）を用い、それぞれ、１９島複合紡糸ダイの芯樹脂分配室と鞘樹脂分配室に入れ、直径１ｍｍの１９島プラスチック光ファイバ素線を複合紡糸により製造した。
製造した光ファイバ素線を実施例１と同様にプラスチック光ファイバケーブルとした。
断面を観察した所、１９の島部すべて導光していることを確認し、図５の概略断面図に示す構造であった。
図５に示すプラスチック光ファイバ３１は、鞘２９と、鞘２９の内側に形成された１９の芯２８とで構成されている。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１６１ｄＢ／ｋｍ及び１６４ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．３ｄＢで合格であった。
接続損失については１．８ｄＢで不合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
芯樹脂としてポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９１）を用い、鞘樹脂として、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンの共重合体（屈折率１．３７）を用い、それぞれ、１９島複合紡糸ダイの芯樹脂分配室と鞘樹脂分配室に入れ、直径１ｍｍの１９島プラスチック光ファイバ素線を複合紡糸により製造した。
製造した光ファイバ素線を実施例１と同様にプラスチック光ファイバケーブルとした。
断面を観察した所、１９の島部すべて導光していることを確認し、図５の概略断面図に示す構造であった。
図５に示すプラスチック光ファイバ３１は、鞘２９と、鞘２９の内側に形成された１９の芯２８とで構成されている。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１６１ｄＢ／ｋｍ及び１６４ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．３ｄＢで合格であった。
接続損失については１．８ｄＢで不合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
（比較例２）
芯樹脂としてポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９１）を用い、鞘樹脂として、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンの共重合体（屈折率１．３７）を用い、それぞれ、単芯複合紡糸ダイの芯樹脂分配室と鞘樹脂分配室に入れ、直径１ｍｍの単芯プラスチック光ファイバ素線を複合紡糸により製造した。
製造したプラスチック光ファイバ素線を実施例１と同様にプラスチック光ファイバケーブルとした。断面を観察したところ、海部である芯が導光していることを確認し、図６の概略断面図に示す構造であった。図６に示すプラスチック光ファイバ３４は、鞘３３と、鞘３３の内側に形成された芯３２とで構成されている。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１３９ｄＢ／ｋｍ及び１４１ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については１．２ｄＢで不合格であった。
接続損失については０．９ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
芯樹脂としてポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９１）を用い、鞘樹脂として、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペンの共重合体（屈折率１．３７）を用い、それぞれ、単芯複合紡糸ダイの芯樹脂分配室と鞘樹脂分配室に入れ、直径１ｍｍの単芯プラスチック光ファイバ素線を複合紡糸により製造した。
製造したプラスチック光ファイバ素線を実施例１と同様にプラスチック光ファイバケーブルとした。断面を観察したところ、海部である芯が導光していることを確認し、図６の概略断面図に示す構造であった。図６に示すプラスチック光ファイバ３４は、鞘３３と、鞘３３の内側に形成された芯３２とで構成されている。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１３９ｄＢ／ｋｍ及び１４１ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については１．２ｄＢで不合格であった。
接続損失については０．９ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
(実施例７)
芯と鞘の流量比を変えながら芯と鞘が交互に４層、すなわち２種８層となるように実施例１と同様の方法でプラスチック光ファイバを得た。
得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径は５００μｍであり、プラスチック光ファイバとの直径との比率は５０％であった。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１４１ｄＢ／ｋｍ及び１３９ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．３ｄＢで合格であった。
接続損失については１．０ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
芯と鞘の流量比を変えながら芯と鞘が交互に４層、すなわち２種８層となるように実施例１と同様の方法でプラスチック光ファイバを得た。
得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径は５００μｍであり、プラスチック光ファイバとの直径との比率は５０％であった。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１４１ｄＢ／ｋｍ及び１３９ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．３ｄＢで合格であった。
接続損失については１．０ｄＢで合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
（実施例８）
芯と鞘の流量比を変えながら芯と鞘が交互に４層、すなわち２種８層となるように実施例１と同様の方法でプラスチック光ファイバを得た。
得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径は１５０μｍであり、プラスチック光ファイバとの直径との比率は１５％であった。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１５６ｄＢ／ｋｍ及び１５８ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．２ｄＢで合格であった。
接続損失については１．６ｄＢで不合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
芯と鞘の流量比を変えながら芯と鞘が交互に４層、すなわち２種８層となるように実施例１と同様の方法でプラスチック光ファイバを得た。
得られたプラスチック光ファイバの最内島部の直径は１５０μｍであり、プラスチック光ファイバとの直径との比率は１５％であった。
製造したプラスチック光ファイバケーブルを２本用意し、それぞれカットバック法で伝送損失の初期値を測定した。
伝送損失はそれぞれ１５６ｄＢ／ｋｍ及び１５８ｄＢ／ｋｍであり合格であった。
曲げ損失については０．２ｄＢで合格であった。
接続損失については１．６ｄＢで不合格であった。
得られたプラスチック光ファイバケーブルの構成及び評価結果を表１に示す。
下記表１中、第１の鞘に用いた樹脂、及び保護層に用いた樹脂の材料を下記に示す。
Ａ：ビニリデンフロライド、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロペン（屈折率１．３７）の共重合体
Ｂ：フッ化メタクリレート系樹脂（屈折率１．４２）
Ｃ：パーフロロアルキルビニルエーテル、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロペンとの４元共重合体（屈折率１．３６）
Ｄ：ビニリデンフロライド,テトラフルオロエチレンの共重合体（屈折率１．４０）
Ｅ：変性フッ素共重合体（屈折率１．３８）
Ａ：ビニリデンフロライド、テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロペン（屈折率１．３７）の共重合体
Ｂ：フッ化メタクリレート系樹脂（屈折率１．４２）
Ｃ：パーフロロアルキルビニルエーテル、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロペンとの４元共重合体（屈折率１．３６）
Ｄ：ビニリデンフロライド,テトラフルオロエチレンの共重合体（屈折率１．４０）
Ｅ：変性フッ素共重合体（屈折率１．３８）
１…第１の芯
２…第１の鞘
８…第１の島部
９…第２の鞘
１０…第２の芯
１１…第２の島部
１２…第３の鞘
１３…第３の芯
１４…第３の島部
１５…第４の鞘
１６…第４の芯
１７…保護層
２０…プラスチック光ファイバケーブル
２１…被覆層
２８…芯
２９…鞘
３１…プラスチック光ファイバ
３２…芯
３３…鞘
３４…プラスチック光ファイバ
１Ａ，２Ａ…プラスチック光ファイバ
２…第１の鞘
８…第１の島部
９…第２の鞘
１０…第２の芯
１１…第２の島部
１２…第３の鞘
１３…第３の芯
１４…第３の島部
１５…第４の鞘
１６…第４の芯
１７…保護層
２０…プラスチック光ファイバケーブル
２１…被覆層
２８…芯
２９…鞘
３１…プラスチック光ファイバ
３２…芯
３３…鞘
３４…プラスチック光ファイバ
１Ａ，２Ａ…プラスチック光ファイバ
Claims (11)
- 前記プラスチック光ファイバの芯／鞘構造の最外周を形成する第１の鞘と、
前記第１の鞘の内側に第１の海部を形成する第１の芯と、
を有するプラスチック光ファイバであって、
前記第１の芯の内側に、少なくとも外周が前記第１の海部よりも屈折率が低く形成された第１の島部を有し、
前記第１の芯がポリメタクリル酸メチル系樹脂を含む、
プラスチック光ファイバ。 - 前記第１の島部は、第２の鞘と、前記第２の鞘の内側に第２の海部を形成する第２の芯とを有する、
請求項１に記載のプラスチック光ファイバ。 - 前記第２の芯の内側に、さらに、第３の鞘と前記第３の鞘の内側に第３の海部を形成する第３の芯よりなる第２の島部を有する、
請求項２に記載のプラスチック光ファイバ。 - 前記第２の島部は、プラスチック光ファイバの断面の内方向に向かって、同心円状に鞘と芯とがこの順序でそれぞれ２つ以上、交互に形成され、全体で４層以上の芯／鞘構造の層を有する、
請求項３に記載のプラスチック光ファイバ。 - 前記プラスチック光ファイバを構成する各芯が同じ素材で形成されている、
請求項２乃至４のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバ。 - 前記プラスチック光ファイバの断面における、最内層の島部の直径が、前記プラスチック光ファイバの断面の直径の２０％以上４０％以下である、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバ。 - 前記プラスチック光ファイバの断面おいて、前記鞘と前記芯とが、前記プラスチック光ファイバの延伸方向に直交する方向に円状に配置されている、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバ。 - 前記プラスチック光ファイバを構成する各鞘が、同じ素材で形成されている、
請求項２乃至７のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバ。 - 前記プラスチック光ファイバを構成する鞘の少なくとも一つがフッ素樹脂である、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバ。 - 前記第１の鞘の外側に熱可塑性フッ素系樹脂層よりなる保護層を有する、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバ。 - 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバと、
前記プラスチック光ファイバを被覆する熱可塑性樹脂層よりなる被覆層と、を有する、
プラスチック光ファイバケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021186973A JP2023074163A (ja) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | プラスチック光ファイバ、及びプラスチック光ファイバケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021186973A JP2023074163A (ja) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | プラスチック光ファイバ、及びプラスチック光ファイバケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023074163A true JP2023074163A (ja) | 2023-05-29 |
Family
ID=86537811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021186973A Pending JP2023074163A (ja) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | プラスチック光ファイバ、及びプラスチック光ファイバケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023074163A (ja) |
-
2021
- 2021-11-17 JP JP2021186973A patent/JP2023074163A/ja active Pending
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