JP3657294B2 - プラスチック光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プラスチック光ファイバの母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コア部及びクラッド部が共にプラスチックから構成されるプラスチック光ファイバは、ガラスファイバに比べ加工や取扱いが容易で低コストであるため、その伝送損失が実質的に問題にされない程度に短距離の光伝送路等として、多用されている。このような特徴を有するプラスチック光ファイバは、ＬＡＮ（local area network）、ＩＳＤＮ（integrated service digital network）等の次世代通信網構想において、その重要性が増大してきている。
【０００３】
プラスチック光ファイバとしては、図１０に模式的に示すように、階段状に変化する屈折率分布を有するステップインデックス型（ＳＩ型）ファイバが既に実用化されている。このＳＩ型ファイバは、極く短距離の伝送用として、電子機器内部の部品同士の伝送用等に用いることができるが、伝送容量が少ないため、通信用としては必ずしも適していない。
【０００４】
上記ＳＩ型ファイバに比較して時間当りの情報量を多量に送ることが可能（伝送容量が多い）で、通信用光伝送路としてより好適な特性を有する光ファイバとして、図１１に模式的に示すように、半径方向に変化するコア部屈折率分布を有するグレーデッドインデックス（ＧＩ）型光ファイバが提案されている。
【０００５】
ＧＩ型のプラスチック光ファイバを作製するには、あらかじめ屈折率分布を持ったプラスチック光ファイバ母材を作製しこれを線引する方法によれば、曲げ損失の少ないファイバを簡便に製造できる。そして、このような母材を製造する方法としては、特開平２−１６５０４に記載されているように、屈折率の異なる２種以上の重合性混合物の積層状物を同心円状に押し出す方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許に開示された方法は積層押し出し法であるため、屈折率の異なる層は多くとも１０層程度しか形成できない。従って、屈折率分布は階段状を呈することになり、このような方法では、図１１に示すような、中心部から半径方向外側に向かって降下する滑らかな屈折率分布を有する母材を作製することができない。
【０００７】
また、このような方法を利用して、押し出し後にモノマーを各層間で拡散させることにより、連続した滑らかな屈折率分布を得る方法もあるが、この場合には工程数が増加し、その結果、生産性が損なわれる。更に、この場合は、コア部とクラッド部との屈折率の差を充分大きくとれない。従って、この母材製造方法で製造された母材を線引しても、曲げ特性の優れたファイバを得ることはできない。
【０００８】
従って、本発明は、コア部とクラッド部との屈折率の差が充分大きく且つ滑らかな屈折率分布を有するプラスチック光ファイバ母材を生産性良く容易に製造する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題を解決するプラスチック光ファイバ母材の製造方法を実現するに当たり、屈折率の高いポリマーから成るロッドの上に屈折率が漸次低くなる多数の層を形成する手法を用いることにより、プラスチック光ファイバ母材を製造することを考えた。そして、実験と試作を重ねた結果、このような手法において各層の形成にはモノマーを重合する重合法を採用することが、上記目的を実現する製造方法を提供することに極めて効果的であることを見出だした。
【００１０】
従って、本発明のプラスチック光ファイバの母材の製造方法は、（１）略円柱形状の部分を有し屈折率ｎを有するポリマーから成る１つのコア中心部に対し、（ａ）中空の略円筒形状である複数の第１の数ｉの個数の第１コア部製造モールド（Ｍ（１）〜Ｍ（ｉ））であって、内径に関して、コア中心部の直径より大きく且つ１＜ａ≦ｉの数ａに対して（Ｍ（ａ−１）の内径）≦（Ｍ（ａ）の内径）の関係をもつ第１コア部製造モールド（Ｍ（１）〜Ｍ（ｉ））と、（ｂ）屈折率上昇剤をモノマーに添加した第１の数ｉの個数のモノマー屈折率上昇剤混合液（Ｓ（１）〜Ｓ（ｉ））であって、重合した際の屈折率に関して、１＜ａ≦ｉの数ａに対してｎ≧（Ｓ（ａ−１）の屈折率）≧（Ｓ（ａ）の屈折率）の関係をもつモノマー屈折率上昇剤混合液（Ｓ（１）〜Ｓ（ｉ））とを用いて、１≦ｘ≦ｉの数ｘに対して、コア中心部を含む部材を第１コア部製造モールドＭ（ｘ）の中空部中央に配置して該部材と第１コア部製造モールドＭ（ｘ）との間に画成された空間に、モノマー屈折率上昇剤混合液Ｓ（ｘ）を投入し重合させてｘ番目の層を形成する操作を、数ｘに関して１からｉまで順に行い、コア中心部の側面表面上に、第１の数ｉの層から成り且つ半径方向外向きに屈折率が減少する屈折率分布を有する第１コア部を形成する第１のステップと、（２）第１コア部が形成された１つの部材に対し、（ｃ）中空の略円筒形状である複数の第２の数ｊの個数の第２コア部モールド（Ｎ（１）〜Ｎ（ｊ））であって、内径に関して、第１コ００００００ア部最外層の直径よりも大きく且つ１＜ｂ≦ｊの数ｂに対して（Ｎ（ｂ−１）の内径）≦（Ｎ（ｂ）の内径）、の関係をもつ第２コア部製造モールド（Ｎ（１）〜Ｎ（ｊ））と、（ｄ）屈折率降下剤をモノマーに添加した第２の数ｊの個数のモノマー屈折率降下剤混合液（Ｔ（１）〜Ｔ（ｊ））であって、重合した際の屈折率に関して、１＜ｂ≦ｊの数ｂに対して（Ｔ（ｂ−１）の屈折率）≧（Ｔ（ｂ）の屈折率）、の関係をもつモノマー屈折率降下剤混合液（Ｔ（１）〜Ｔ（ｊ））とを用いて、１≦ｙ≦ｊの数ｙに対して、第１コア部を含む部材を第２コア部製造モールドＮ（ｙ）の中空部中央に配置して該部材と第２コア部製造モールドＮ（ｙ）との間に画成された空間に、モノマー屈折率降下剤混合液Ｔ（ｙ）を投入し重合させてｙ番目の層を形成する操作を、数ｙに関して１からｊまで順に行い、第１コア部最外層の側面表面上に、第２の数ｊの層から成り且つ半径方向外向きに屈折率が減少する屈折率分布を有する第２コア部を形成する第２のステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、屈折率上昇剤をモノマーに添加した混合液を充填し重合させて、屈折率の充分に高いコア中心部の上に外側に向かって漸次屈折率が低下する第１コア部を形成した後、その上に屈折率降下剤をモノマーに添加した混合液を充填し重合させて、外側に向かって更に漸次屈折率が低下し充分に低い屈折率をもつコア最外殻を有する第２コア部を形成することにより、コア中心部とコア最外殻との屈折率の差が充分大きく且つ滑らかな屈折率分布をもつプラスチック光ファイバ母材を得ることが可能となる。また、各層の形成には、作業性が悪くまた反応に時間のかかるＣＶＤや溶液塗布乾燥法を用いず、簡便で反応に要する時間の比較的短い重合法を用いているため、作業性が良好で時間のかからない方法で、プラスチック光ファイバ母材を製造することが可能となる。
【００１２】
また、屈折率降下剤の中でも著しく屈折率を下げる効果のある弗素化合物は稀少でありそのため高価でもあるが、これを厚いクラッド部に用いるのではなく、本発明のように薄い層に用いて第２コア部を形成して、コア最外殻の屈折率がクラッド部よりも低くなるような屈折率分布を成すことにより、稀少な物質を大量に消費することなく屈折率差が充分大きなプラスチック光ファイバ母材を量産できるようになる。
【００１３】
尚、本発明では、屈折率上昇剤を添加したポリマーから成るコア部を第１コア部、屈折率降下剤を添加したポリマーから成るコア部を第２コア部、第１コア部がその外側に形成される第１コア部の内側の部分をコア中心部と称する。また、円柱形状とは、特に中空部分のない円筒形状を指す。
【００１４】
また、本発明によるプラスチック光ファイバ母材の製造方法は、第１のステップが、全ての第１コア部製造モールド（Ｍ（１）〜Ｍ（ｉ））の直径よりも小さな内径を有する中空の略円筒形状であるコア中心部製造モールドの中空部分に、モノマーと屈折率上昇剤とを含有する混合物を投入し重合させることにより屈折率ｎを有するコア中心部を作製するコア中心部製造操作を含むことを特徴としてもよい。
【００１５】
また、本発明によるプラスチック光ファイバ母材の製造方法は、コア部をコア部の直径より大きな内径を有する中空の略円筒形状であるクラッド部製造モールドの中空部中央に配置し、コア部とクラッド部製造モールドとの間に画成された空間に、モノマーを投入し重合させコア部の円筒側面表面上にクラッド部を形成する第３のステップを更に含むことを特徴としてもよく、又は、コア部をコア部の直径より大きな内径を有する中空の略円筒形状であるクラッド部製造モールドの中空部中央に配置し、コア部とクラッド部製造モールドとの間に画成された空間に、重合した際屈折率ｎ₁ よりも屈折率が小さくなる比率で屈折率上昇剤をモノマーに添加したモノマー屈折率上昇剤混合液を投入し重合させコア部の円筒側面表面上にクラッド部を形成する第３のステップを更に含むことを特徴としてもよい。
【００１６】
また、本発明によるプラスチック光ファイバ母材の製造方法は、第１のステップ、第２のステップ又は第１のステップ及び第２のステップのいずれかにおいて、投入後に第１コア部製造モールド、第２コア部製造モールド又は第１コア部製造モールド及び第２コア部製造モールドを中空部の長手軸を中心に回転させて重合を行うことを特徴としてもよい。尚、本発明における長手軸とは、円筒又は円柱を回転体と見たときに、その回転軸のことである。
【００１７】
また、本発明によるプラスチック光ファイバ母材の製造方法は、第３のステップにおいて、投入後にクラッド部製造モールドを中空部の長手軸を中心に回転させて重合を行うことを特徴としてもよい。
【００１８】
また、本発明によるプラスチック光ファイバ母材の製造方法は、モノマーがメタクリル酸メチルを含むことを特徴としてもよい。
【００１９】
以下、本発明を更に詳しく説明する。
【００２０】
（モノマー又は係るモノマーを重合したポリマー）
公知の透明なポリマーを特に制限なく用いることができるが、例えば、メタクリル酸メチルのホモポリマー（ポリメタクリル酸メチル）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンとフェニルエステルとのエステル交換反応により生成されるポリカーボネート、並びに、メタクリル酸と、次に挙げる他のモノマーとの透明な共重合体が、好適に使用可能である。この他のモノマーとは、例えば、単官能性の（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸弗化アルキル、多官能性のアクリル酸、メタクリル酸等のアクリル酸類、スチレン、スチレンの塩化物等が使用可能である。更に好適な材料は、ポリメタクリル酸メチル（屈折率ｎ＝１．４９０）並びに２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンとフェニルステルとのエステル交換反応により生成されるポリカーボネート（屈折率ｎ＝１．５９）である。
【００２１】
（屈折率上昇剤）
本発明では、係るモノマーに添加した混合物を重合させた際、モノマーのみの重合物の屈折率よりも高い屈折率を与える添加剤を、屈折率上昇剤と称する。所望の屈折率分布を与え、且つ上記ポリマーと安定に共存することが可能である限り、屈折率上昇剤の分子量は特に制限されない。また、屈折率上昇剤自体が重合性の官能基（例えば、ビニル基等の不飽和結合を有する官能基等）を有していてもよい。即ち、屈折率上昇剤は、単量体ないしその混合物であってもよく、またオリゴマーないしポリマーであってもよい。メタクリル酸メチル（屈折率ｎ＝１．４９０）がモノマーとして用いられた場合、コア部には、好適には以下に挙げるような屈折率上昇剤を添加したポリメタクリル酸メチルが用いられる。この屈折率上昇剤には、例えば、フタル酸ブチルベンジルエステル（屈折率ｎ＝１．５３６）、酢酸２−フェニルエチル（ｎ＝１．５１）、フタル酸ジメチル（ｎ＝１．５１５）、ジフェニルスルフィド（ｎ＝１．６３５）、安息香酸ビニル（ｎ＝１．５７７）、ベンジルメタクリレート（ｎ＝１．５６８）、フタル酸ジアリル（ｎ＝１．５１８）等が好適に使用可能である。尚、上記した中で、安息香酸ビニル、ベンジルメタクリレート、フタル酸ジアリルは、重合性の官能基を有する屈折率上昇剤である。
【００２２】
（屈折率降下剤）
本発明では、係るモノマーに添加した混合物を重合させた際、モノマーのみの重合物の屈折率よりも低い屈折率を与える添加剤を、屈折率降下剤と称する。所望の屈折率分布を与え、且つ上記ポリマーと安定に共存することが可能である限り、屈折率上昇剤の場合と同様に、屈折率降下剤の分子量は特に制限されない。また、屈折率降下剤自体が重合性の官能基（例えば、ビニル基等の不飽和結合を有する官能基等）を有していてもよい。即ち、屈折率降下剤は、単量体ないしその混合物であってもよく、またオリゴマーないしポリマーであってもよい。メタクリル酸メチル（屈折率ｎ＝１．４９０）がモノマーとして用いられた場合、コア部には、好適には以下に挙げるような屈折率上昇剤を添加したポリメタクリル酸メチルが用いられる。この屈折率降下剤には、例えば、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、（屈折率ｎ＝１．３６１）、酢酸ヘキシル（ｎ＝１．４０８）、フタル酸ビス（３，５，５−トリメチルヘキシル）（ｎ＝１．４７８）、フタル酸ビス（２−メチルヘキシル）（ｎ＝１．４８６）等が好適に使用可能である。尚、上記した中で、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレートは重合性の材料である。
【００２３】
（母材の分子量）
本発明においては、光ファイバ母材線引の際の作業性（線引時の断線防止、ないし母材加熱時の硬さ）の点からは、該母材のコア部とクラッド部とを構成する高分子の、ＧＰＣ（gel permeation chromatography ）による重量平均分子量が、１０, ０００以上３００, ０００以下であることが好ましく、更には３０, ０００以上２５０, ０００以下（特に５０, ０００以上２００, ０００以下）であることが好ましい。
【００２４】
光ファイバ母材のコア部とクラッド部とを構成する高分子の重量平均分子量は、例えば、以下のようにして測定することが可能である。
【００２５】
（重量平均分子量の測定方法）
平均分子量を測定すべきプラスチック光ファイバ母材の全体を、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解して、濃度が０．１ｍｇ／ｍｌ程度のＴＨＦ溶液とする。
【００２６】
このようにして得たＴＨＦ溶液を、必要に応じてメンブレン・フィルター（例えば、ミリポア社のメンブレン・フィルター）を通過させた後、ＧＰＣ測定系に導入してＧＰＣ分析を行い、該ＧＰＣ分析結果に基づき光ファイバ母材の重量平均分子量を求める。このＧＰＣ分析の際には、例えば、以下の測定条件が好適に用いられる。
【００２７】

本発明に用いることのできる母材の分子量は、特に制限されないが、光ファイバ母材線引の際の作業性（線引時の断線防止、ないし母材加熱時の硬さ）の点からは、コア部を構成する高分子の重量平均分子量（Ｍ_R ）は、１０, ０００以上３００, ０００以下であることが好ましい。また、クラッド部を構成する高分子の重量平均分子量（Ｍ_D ）も、１０, ０００以上３００, ０００以下であることが好ましい。このようなコア部またはクラッド部の重量平均分子量も、上記した母材全体の重量平均分子量と同様に測定することが可能である。
【００２８】
光ファイバ母材線引の際の作業性（線引時の断線防止、ないし母材加熱時の硬さ）の点からは、上記Ｍ_R とＭ_D との比Ｍ_D ／Ｍ_R は、０．８〜１．２程度、更には０．９〜１．１程度であることが好ましい。
【００２９】
本発明において、上記分子量を得るための方法は特に制限されないが、例えば、コア部および／又はクラッド部の重合を、重合開始剤および／又は重合反応を停止させる連鎖移動剤の存在下に行うことにより、更には、該重合開始剤および／又は連鎖移動剤の量を調整することにより、前記した特定の分子量を得ることができる。
【００３０】
（重合反応）
例えば、モノマーにメタクリル酸メチルを用いた場合、好適には、Ｏ−Ｏ結合を有する過酸化物やアゾ系化合物等を開始剤とするラジカル重合が用いられる。この開始剤には、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル等の、約４０℃〜約１００℃で有効にラジカルを解離するいわゆる中温開始剤が好適に使用可能である。従って、このような中温開始剤を用いた場合、重合反応の温度条件は、好適には約４０℃〜約１００℃である。重合反応速度は、反応熱や反応自体による膨脹収縮によって重合反応中若しくは反応後ポリマーにクラック等が生じないように、並びに、反応熱によってメタクリル酸メチルモノマーが反応中に沸騰することのないように調節される必要があり、これは重合温度と開始剤添加量との組み合わせにより調節可能である。該開始剤の添加量は、約４０℃〜約１００℃において、モノマーに対して０．００１〜１０重量％程度、更には０．０１〜０．３重量％程度（特に０．０５〜０．１５重量％程度）であればよい。例えば、メタクリル酸メチルに０．１重量％の過酸化ベンゾイルを添加し７０℃で重合反応を行えば、クラック等を生じず且つモノマーの沸騰を起こさずにポリマーを生成することができる。尚、このような熱エネルギーによる塊状重合以外にも、光エネルギーを用いた塊状重合等も使用可能である。また、メタクリル酸メチル以外のモノマーを用いた場合でも、同様に、温度等の入力エネルギー量と濃度との組み合わせにより、重合反応速度を調節することが可能である。
【００３１】
また、クラッド部、コア部の重合の際必要に応じて使用される連鎖移動剤は、上記したプラスチック母材としての重量平均分子量１０, ０００〜３００, ０００を与える限り特に制限されず、公知の連鎖移動剤から適宜選択して使用することが可能である。このような公知の連鎖移動剤としては、例えば、ベンゼン、イソプロピルベンゼン等の芳香族炭化水素；クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化物；ブチルメルカプタン等のメルカプト系化合物（−ＳＨ基を有する化合物）が挙げられる。
【００３２】
（母材製造装置及び回転数）
プラスチック光ファイバ母材及びモールドを一体で回転可能で、且つ温度制御の機能をもつ加熱手段を有する装置であれば、形態を問わず、本発明に好適に使用できる。但し、重合反応には、空気中の酸素に反応の進行が阻害される場合もあるため、母材をモールドに挿入して設置する際、その両端を封止できる必要がある。
【００３３】
上記重合反応の際、母材及びモールドを回転させる場合は、回転数が約１０, ０００ｒｐｍ以下（特に、約１００ｒｐｍ〜約５, ０００ｒｐｍ）であることが好ましい。
【００３４】
（モールド）
第１コア部、第２コア部、クラッド部及びコア中心部のそれぞれの製造に用いられるモールドは、中空の円筒形状であればよく、ガラス等様々な材料が使用可能である。第１コア部製造モールド及び第２コア部製造モールドは、それぞれ、多数の層の形成に対応して、内径の異なる多数のモールドを用いる必要がある。また、第２コア部製造モールドの中で最大内径のモールドを、コア部を形成するポリマーであってクラッド部に好適な屈折率を有するポリマーの材質のものとし、第２コア部形成終了後モールドを脱型せずにそのままコラプスして、これをクラッド部としてもよい。
【００３５】
（線引方法）
次に、光ファイバ母材を光ファイバに線引する方法について説明する。
【００３６】
本発明の方法により製造された母材の線引に使用可能な、図９の模式断面図（縦断面図）を参照しつつ説明する。なお、以下の図面においては、説明の便宜のため、実際とは若干異なる縮尺を用いる場合がある。
【００３７】
図９に示されるように、この態様のプラスチック光ファイバの線引装置９１０は、線引炉９１２と、外径モニタ９１４と、巻き取り手段９１６とから構成される。
【００３８】
線引炉９１２は、金属製のカバー９２０と、該カバー９２０の上下にそれぞれ配置された上部円筒９２８と下部円筒９３２とからなるハウジングを有する。線引炉９１２は、上記ハウジングと、その内部に配置された円管状の炉芯管９２２と、該炉芯管９２２の外側に配置されたヒータ９２４と含む。
【００３９】
上記構成を有する線引装置９１０を用いて円筒形状のプラスチック光ファイバ母材９２６を線引する場合、該母材９２６は、後述するネックダウン部９２７を与えるべきその先端部分を下にして、上部円筒９２８から下方へ向かうように炉芯管９２２の内側に挿入され、線引炉９１２内に配置される。
【００４０】
線引された母材の一部（すなわち、光ファイバ）が巻き取り手段９１６により巻き取られることにより、図９に示すように、光ファイバ母材９２６は加熱によって生じたネックダウン部９２７を下にして線引炉９１２内に配置されることとなる。
【００４１】
上記プラスチック光ファイバ母材９２６は、通常はカバー９２０に完全に包囲されず、一部が上部円筒９２８の上方に突き出たまま残った状態となっている。線引炉９１２内の気密性を保つために、上部円筒９２８の上面は、プラスチック光ファイバ母材９２６の外径とほぼ同等の大きさの穴を有するリング９３０により、シールされている。一方、下部円筒９３２の下面には、金属製のシャッター９３４が備えられており、該シャッター９３４の中心付近には、線引されたファイバが通過可能なように、小さな開口が設けられている。
【００４２】
上記した図９の線引装置を用いた場合、プラスチック光ファイバ母材９２６はヒータ９２４によって加熱され、一方、不活性なガスは、リング９３０を通過して線引炉９１２内へ供給され、矢印９２９に沿って炉芯管９２２内部を流れ母材９２６と接触する。加熱されて溶融した母材９２６は、所定の速度で紡糸されてプラスチック光ファイバ９３８となり、上記シャッター９３４の開口部を通過し、外径モニタ９１４を通過してその外径が測定された後、巻き取り手段９１６に巻き取られる。
【００４３】
以下、実施例、比較例により本発明を更に具体的に説明する。
【００４４】
【実施例】
以下、必要に応じて添付した図面を参照しつつ、実施例により本発明を更に詳細に説明する。尚、添付した図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略した。
【００４５】
図１は、本発明に好適に使用されるプラスチック光ファイバ母材の製造装置の斜視図である。図１に示されるように、製造装置１００は、台１０２と、モールド収容部１０４とにより構成される。モールド収容部１０４には、２台のモールド組み立て体１０８ａ、ｂが収容され、それぞれモータ１０６ａ、ｂに接続されて回転可能な状態にある。底面部を持たないモールド収容部１０４は、台１０２の上面が無い部分の上に設置される。モールド収容部１０４の下方の台１０２の底面には、ヒータ１１０（点線で図示）が配置される。従って、ヒータ１１０とモールド組み立て体１０８ａ、ｂとの間には遮るものが存在せず、モールド組み立て体１０８ａ、ｂは、ヒータ１１０から直接加熱される。ヒータ１１０は、温度制御の機能を有している。
【００４６】
以下、構成の同一な左右のモールド組み立て体１０８ａ及びｂのうち、１０８ａに関して説明する。
【００４７】
図２は、モールド組み立て体１０８の断面図である。図１及び図２に示されるように、モールド組み立て体１０８は、円筒状のガラス製モールド１２０と、両側に１個づつの円柱状のテフロン製チャック１２２、１２３及びカバー１２４、１２５とから成り、内部に母材１２６を包含する。モールド組み立て体１０８は、以下のようにモールド収容部に保持される。モールド組み立て体１０８の片方の端のチャック１２２は、モータ１０６の駆動を伝える軸１２８に固定された支持円筒１３２に係合し、他方の端のチャック１２３は、軸受け１３０に挿入された軸１２９に固定された支持円筒１３３に係合する。即ち、モールド組み立て体１０８は、モータ１０６の駆動によって回転可能な状態で、その両端で支持されてモールド収容部１０４に保持される。
【００４８】
図２に示されるように、チャック１２２及び１２３はそれぞれ、一方の底面の中心に母材１２６と同じ直径の窪み１３４及び１３５を有し、母材１２６がこれら窪み１３４及び１３５に係合される。更に、モールド１２０は、チャック１２２及び１２３にそれぞれ固定されたカバー１２４及び１２５に挿入されることにより、チャック１２２及び１２３の中心と同じ中心をもつように保持される。従って、モールド１２０と母材１２６とは、同じ中心軸を有するように、モールド組み立て体１０８内に固定されている。即ち、母材１２６をこのようなモールド組み立て体１０８内に設置することで、モールド１２０と母材１２６との間には、均一な厚さの円筒状の空間１４０が形成される。
【００４９】
図２に示されるように、チャック１２２及び１２３には、組み立てた時に空間１４０に通じるように、注入ベント用開口（点線で図示）１４２及び１４３が形成されている。組み立て体１０８を収容部１０４に設置する前に、モノマー等がこの開口の一方より注入され、同時に、空間１４０内の空気が他方の開口より押し出され、空間１４０はモノマー等によって充填される。
【００５０】
実施例１
図３は、本実施例に係るプラスチック光ファイバの工程図であり、製造の各工程におけるプラスチック光ファイバ母材の側面図である。尚、工程毎の変化をわかり易く表現するため、図３では厚さの尺度を実際より誇張して描いている。本実施例では、図１及び図２に示すプラスチック光ファイバ母材製造装置を用い、モノマーにメタクリル酸メチル、屈折率上昇剤にフタル酸ブチルベンジルエステル、屈折率降下剤に酢酸ヘキシルを用いて、ＧＩ型プラスチック光ファイバ母材を作製した。尚、図１に示されるプラスチック光ファイバ母材製造装置は、以後全ての実施例及び比較例において使用される。
【００５１】
本実施例では、以下のようにプラスチック光ファイバ母材を作製した。図１及び図３を参照して、工程を説明する。先ず、フタル酸ブチルベンジルエステルを含有したポリメタクリル酸メチルから成る直径５ｍｍの円柱形状のロッド３０２を用意した（図３（ａ）参照）。このロッドの屈折率は、１．５１であった。このロッド３０２をコア中心部として用いる。また、第１コア部製造のための内径の異なる２０個の第１コア製造モールドＭ（１）〜Ｍ（２０）と、第２コア部製造のための内径の異なる３個の第２コア製造モールドＮ（１）〜Ｎ（３）と、クラッド部製造用のクラッド部製造モールドとを、それぞれ用意した。これらのモールドは、全てガラス製の中空円筒であった。尚、これらのモールドに与えられた番号、即ち第１コア部用は１〜２０、第２コア部製造用は１〜３の番号は、内径の小さい順に付されている。
【００５２】
以下に示すように、第１コア部を形成した。図１及び図２によれば、母材１２６（本明細書の実施例において、少なくともコア中心部を有するものを総称して母材と称する）をモールド組み立て体１０８に設置した。即ち、母材１２６（この場合はコア中心部３０２）を第１コア部製造モールドＭ（１）１２０に挿入し、これらの両端にチャック１２２及び１２３を係合させ、カバー１２４、１２５を配してモールド組み立て体１０８を形成した。このとき、母材１２６とモールド１２０との間には、円周方向及び長手方向にわたって一定の幅を有する円筒状の空間１４０が形成されている。次いで、この空間１４０内に、メタクリル酸メチル１００部（重量基準、以下同じ）にフタル酸ブチルベンジルエステル７０部を加えた混合液Ｓ（１）に、混合液中のメタクリル酸メチルの重量に対して重量比で０．１％の過酸化ベンゾイルを混合して注入し空間１４０に充填する。注入が終了した後、モールド組み立て体１０８を製造装置１００に設置し、ヒータ１１０を７０℃の温度に設定して作動させ、同時にモータ１０６を作動させてモールド組み立て体１０８を約１０００ｒｐｍで回転させた。この状態で加熱及び回転を続け、母材のコア中心部の上に第１コア部の第１層３０４を形成した（図３（ｂ１）参照）。第１層形成の重合反応が完全に終了し、即ち硬化が完了した後これを製造装置から取り外して、モールドから第１コア部の第１層３０４が形成された母材を脱型し、この母材を第１コア部製造モールドＭ（２）の中空の中心部に配置されるように、製造装置のモールド組み立て体１０８に設置する。そして、上記のメタクリル酸メチルとフタル酸ブチルベンジルエステルとの混合液Ｓ（１）にメタクリル酸メチルを少量加えて僅かに希釈し新たに調製した混合液Ｓ（２）に、混合液中のメタクリル酸メチルの重量に対して重量比で０．１％の過酸化ベンゾイルを混合して、母材とモールドとの間に形成された空間に注入し、先程と同様に、加熱回転して重合を行った。これと同様の操作を、第１コア部製造モールドＭ（３）〜Ｍ（２０）まで、徐々に希釈した混合液Ｓ（３）〜Ｓ（２０）を順に１つずつ用いて行い、第１層の上に、徐々に屈折率が低くなる順に、第３層から第２０層までを形成して、第１コア部３０５を形成した（図３（ｂｉ）参照、本実施例では、ｉ＝２０）。第１コア部第２０層、即ち第１コア部の最外殻の屈折率は、１．４９であった。
【００５３】
次に、上述した第１コア部の形成方法と同様に、第２コア部を形成した。即ち、図２に示されるように母材１２６を第２コア部製造モールドＮ（１）１２０に挿入し、これらの両端にチャック１２２及び１２３を係合させてモールド組み立て体１０８を作製した。即ち、ロッド１２６とモールド１２０との間には、円周方向及び長手方向にわたって一定の幅を有する円筒状の空間が形成されている。母材１２６と第２コア部製造モールドＮ（１）との間に形成された空間に、メタクリル酸メチル１００部に対して酢酸ヘキシルを加えた混合液Ｔ（１）に、メタクリル酸メチルの重量に対して過酸化ベンゾイルを０．１％添加して注入した。注入の終了後、製造装置を７０℃に加熱し、モールド組み立て体１０８を約１０００ｒｐｍで回転させた。この状態で、約１２時間加熱及び回転を続け重合反応を完結させて、第１コア部３０５の上に第２コア部の第１層３０６を形成した（図３（ｃ１）参照）。そして、このメタクリル酸メチルと酢酸ヘキシルとの混合液に酢酸ヘキシルを添加して徐々に希釈した混合液Ｔ（２）〜Ｔ（３）及びＮ（２）〜Ｎ（３）までの第２コア部製造モールドを、１つずつ順に用いて、第２コア部第１層の形成と同様に、徐々に屈折率が低くなる順に、第２層から第３層までを形成して、第２コア部３０７を製造した（図３（ｃｊ）参照、本実施例では、ｊ＝３）。第２コア部第３層、即ち第２コア部最外殻の屈折率は、１．４１であった。このように、内径５ｍｍのコア中心部の半径方向に向かって第１コア部と第２コア部とを形成して作製されたコア部の直径は４０ｍｍであった。
【００５４】
そして、このように形成されたコア中心部３０２と第１コア部３０５と第２コア部３０７とから成るコア部の上に、これらコア部の各層の形成と同様の方法で、クラッド部３０８を形成した。即ち、コア部が形成された母材を製造装置のモールド組み立て体１０８に設置し、母材がモールドの中空の中心部に配置されるように、クラッド部製造モールドを母材の外側に配した。そして、母材とモールドとの間に形成された空間に、メタクリル酸メチルに過酸化ベンゾイルを０．１重量％添加して注入し、７０℃の温度に加熱し４０００ｒｐｍの回転数でモールド組み立て体１０８を回転させ、重合を行い、クラッド部３０８を形成した（図３（ｄ）参照）。クラッド部を形成後の母材の直径は、５０ｍｍであった。ここで、プラスチック光ファイバ母材の製造工程は終了した。
【００５５】
以上のように形成されたプラスチック光ファイバ母材の屈折率分布を、プリフォームアナライザ法（測定装置：ヨーク社製、商品名：Ｐ−１０１、以下、全ての実施例及び比較例の屈折率分布測定において、この方法及び装置を用いる）により調べたところ、図４のような滑らかな屈折率分布を有することが明らかになった。
【００５６】
また、母材の全体をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解してＧＰＣ分析を行い、該ＧＰＣ分析結果に基づき母材の重量平均分子量を求めたところ、該分子量は５０, ０００であった。
【００５７】
そして、このプラスチック光ファイバ母材を、図９に示した線引装置を用いて線引して、直径６５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。このプラスチック光ファイバを直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた状態で、まきつけ法により（測定装置名：ＡＱ−６３１５Ｂ 光スペクトラムアナライザ（安藤電気社製）、以下、全ての実施例及び比較例における曲げ損失の測定にこの方法及び装置を使用）曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値は、０．６ｄＢであった。
【００５８】
尚、実施例１と同様の操作で、第１コア部及び第２コア部を形成する際の層の数を、第１コア部が３層、第２コア部が２層の、計５層として行った例も、比較のために示しておくと、この場合に作製された母材の屈折率分布は、図５のように階段状であった。
【００５９】
実施例２
図６は、図２に示したモールド組み立て体１０８の断面図であり、本実施例のコア中心部の形成の工程における充填前の様子を示す。本実施例では、図１及び図２に示すプラスチック光ファイバ母材製造装置を用い、モノマーにメタクリル酸メチル、屈折率上昇剤にフタル酸ブチルベンジルエステル、屈折率降下剤に酢酸ヘキシルを用いて、図３に示される工程により、コア中心部、第１コア部、第２コア部及びクラッド部の全てを重合により形成して、ＧＩ型プラスチック光ファイバ母材を作製した。
【００６０】
図１、図２、図３及び図６を参照し、以下のようにコア中心部を作製した。まず、図６に示されるように、内径５ｍｍのガラス製コア中心部製造モールド１２０の両端をチャック１２２及び１２３に係合させてモールド組み立て体１０８を作製した。このとき、コア中心部製造モールド１２０の内部には母材１２６は存在せず、従って、コア中心部製造モールド１２０の内部は円筒状の空洞１４１である。この空洞に、メタクリル酸メチル１００部に対してフタル酸ブチルベンジルエステルを７０部加えた混合液に、メタクリル酸メチルの重量に対して過酸化ベンゾイルを０．１％添加して注入した。次いで、注入が終了した後、モールド組み立て体１０８を製造装置１００に設置し、ヒータ１１０を７０℃の温度に設定して作動させ、同時にモータ１０６を作動させてモールド組み立て体１０８を約１０００ｒｐｍで回転させた。この状態で加熱及び回転を続け、直径５ｍｍの円筒状のコア中心部を形成した（図３（ａ）参照）。
【００６１】
そして、実施例１の第１コア部及び第２コア部の形成方法と全く同様に、図３（ｂ）〜（ｄ）に示される工程を行い、コア中心部の上に第１コア部及び第２コア部とクラッド部とを重合により形成して、直径５０ｍｍのプラスチック光ファイバ母材を作製した。
【００６２】
以上のように形成されたプラスチック光ファイバ母材の屈折率分布を調べたところ、図４のような滑らかな屈折率分布を有することが明らかになった。また、実施例１と同様にして測定された重量平均分子量は、８０, ０００であった。
【００６３】
そして、このプラスチック光ファイバ母材を、図９に示される装置を用いて線引して、直径６５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。このプラスチック光ファイバを、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた状態で曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値は、０．６ｄＢであった。
【００６４】
実施例３
本実施例では、図１、図２及び図６に示すプラスチック光ファイバ母材製造装置を用い、モノマーにメタクリル酸メチル、屈折率上昇剤にフタル酸ブチルベンジルエステル、屈折率降下剤に２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレートを用いて、図３に示される工程により、コア中心部、第１コア部、第２コア部及びクラッド部の全てを重合により形成して、ＧＩ型プラスチック光ファイバ母材を作製した。
【００６５】
本実施例では、実施例２と同様に、メタクリル酸メチル１００部に対してフタル酸ブチルベンジルエステルを７０部加えた混合液に過酸化ベンゾイルを添加してコア中心部製造モールドの空洞に注入し、７０℃及び１０００ｒｐｍの条件で重合させてコア中心部を作製した（図３（ａ）参照）。その後、実施例１及び２と同じ層の数及び温度、回転数等の重合条件で、図３（ｂ）〜（ｄ）に示される工程を行い、メタクリル酸メチルとフタル酸ブチルベンジルエステルとの混合液を重合させることにより第１コア部を形成し、その上にメタクリル酸メチルと２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレートとの混合物を重合させて第２コア部を形成してコア部を作製した後、更にその上にメタクリル酸メチルを重合させることによりクラッド部を形成して、母材を作製した。
【００６６】
以上のように形成されたプラスチック光ファイバ母材の屈折率分布を調べたところ、図４のような滑らかな屈折率分布を有することが明らかになった。また、実施例１と同様にして測定された重量平均分子量は、１００, ０００であった。
【００６７】
そして、このプラスチック光ファイバ母材を、図９に示される装置を用いて線引して、直径６５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。このプラスチック光ファイバを、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた状態で曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値は、０．５ｄＢであった。
【００６８】
実施例４
本実施例では、図１及び図２に示すプラスチック光ファイバ母材製造装置を用い、モノマーにメタクリル酸メチル、屈折率上昇剤に酢酸２−フェニルエチル、屈折率降下剤に酢酸ヘキシルを用いて、図３に示される工程により、予め用意したメタクリル酸メチルと酢酸２−フェニルエチルとから成るコア中心部の上に、第１コア部、第２コア部及びクラッド部を重合により形成して、ＧＩ型プラスチック光ファイバ母材を作製した。
【００６９】
本実施例では、実施例１と同様に、メタクリル酸メチルと酢酸２−フェニルエチルとから成る直径５ｍｍのロッドを用意し、これをコア中心部とした（図３ （ａ）参照）。そして、実施例１〜３と同じ層の数及び温度、回転数等の重合条件で、図３（ｂ）〜（ｄ）に示される工程を行い、メタクリル酸メチルと酢酸２−フェニルエチルとの混合液を重合させることにより第１コア部を形成し、その上にメタクリル酸メチルと酢酸ヘキシルとの混合物を重合させて第２クラッド部を形成した後、更にその上にメタクリル酸メチルを重合させてクラッド部を形成して、直径５０ｍｍの母材を作製した。
【００７０】
以上のように形成されたプラスチック光ファイバ母材の屈折率分布を調べたところ、図４のような滑らかな屈折率分布を有することが明らかになった。また、実施例１と同様にして測定された重量平均分子量は、１５０, ０００であった。
【００７１】
そして、このプラスチック光ファイバ母材を、図９に示される装置を用いて線引して、直径６５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。このプラスチック光ファイバを、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた状態で曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値は、０．６ｄＢであった。
【００７２】
実施例５
本実施例では、図１及び図２に示すプラスチック光ファイバ母材製造装置を用い、モノマーにメタクリル酸メチル、屈折率上昇剤に、フタル酸ブチルベンジルエステル、屈折率降下剤に２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレートを用いて、図３に示される工程により、予め用意したメタクリル酸メチルとフタル酸ブチルベンジルエステルから成るコア中心部の上に、第１コア部、第２コア部及びクラッド部を重合により形成して、ＧＩ型プラスチック光ファイバ母材を作製した。
【００７３】
本実施例では、実施例１と同様に、メタクリル酸メチルとフタル酸ブチルベンジルエステルとから成る直径５ｍｍのロッドを用意し、これをコア中心部とした。そして、実施例１〜４と同じ層の数及び温度、回転数等の重合条件で、図３（ｂ）〜（ｄ）に示される工程を行い、メタクリル酸メチルとフタル酸ブチルベンジルエステルとの混合液を重合させて第１コア部を形成し、その上に、メタクリル酸メチルと２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレートとの混合物を重合させて第２コア部を形成していき、その最外殻層として、それ自身で重合してポリマーになる屈折率降下剤２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレートを重合させて第２コア部を形成した。更にその上に、メタクリル酸メチルに、コア中心部よりも低い屈折率を与えるような添加量でフタル酸ブチルベンジルエステルを添加した混合液を重合させてクラッド部を形成して、直径５０ｍｍの母材を作製した。
【００７４】
以上のように形成されたプラスチック光ファイバ母材の屈折率分布を調べたところ、図４のような滑らかな屈折率分布を有することが明らかになった。また、実施例１と同様にして測定された重量平均分子量は、１３０, ０００であった。
【００７５】
そして、このプラスチック光ファイバ母材を、図９に示される装置を用いて線引して、直径６５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。このプラスチック光ファイバを、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた状態で曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値は、０．５ｄＢであった。
【００７６】
比較例１〜３
以上のように説明した実施例１〜５によるプラスチック光ファイバ母材の製造方法との比較のため、重合により多層を形成することによりコア部及びクラッド部を形成する方法であるが、屈折率上昇剤又は屈折率降下剤のいずれかのみを用いる方法、即ち、コア中心部の外側に第１コア部又は第２コア部のいずれか一方のみを形成する方法によって、プラスチック光ファイバ母材を作成した例を、３例挙げておく。
【００７７】
図７は、比較例１〜３における工程図であり、製造の各工程におけるプラスチック光ファイバ母材の側面図である。本比較例では、図１及び図２に示すプラスチック光ファイバ母材製造装置を用い、モノマーにメタクリル酸メチル、屈折率上昇剤にフタル酸ブチルベンジルエステルを用いて、図７に示される工程により、第１コア部若しくは第２コア部のいずれか一方、及びクラッド部を重合により形成して、ＧＩ型プラスチック光ファイバ母材７００を作製した。
【００７８】
比較例１では、メタクリル酸メチルとフタル酸ブチルベンジルエステル（屈折率上昇剤）とから成る直径５ｍｍのロッドを用意し、これをコア中心部７０２とした。そして、実施例１の第１コア部形成の場合と同じ重合条件で、図７（ｂ）〜（ｃ）に示される工程を行い、メタクリル酸メチルとフタル酸ブチルベンジルエステルとの混合液を重合させることにより第１層７０３から順に形成して、第１コア部７０４を形成した後、メタクリル酸メチルに、第１コア部の最外殻の屈折率よりも屈折率が低くなるような添加量でフタル酸ブチルベンジルエステルを添加した混合液を重合させることによりクラッド部７０６を形成して、直径５０ｍｍの母材７００を作製した。
【００７９】
比較例２では、メタクリル酸メチルと酢酸ヘキシル（屈折率降下剤）とから成る直径５ｍｍのロッドを用意し、これをコア中心部７０２とした。そして、実施例１の第２コア部形成の場合と同じ重合条件で、図７（ｂ）〜（ｃ）に示される工程を行い、メタクリル酸メチルと酢酸ヘキシルとの混合液を重合させることにより、コア中心部７０２の上に第２コア部７０４を形成した後、メタクリル酸メチルに、第２コア部の最外殻の屈折率よりも屈折率が低くなるような添加量で酢酸ヘキシルを添加した混合液を重合させることによりクラッド部７０６を形成して、直径５０ｍｍの母材７００を作製した。
【００８０】
比較例３では、実施例２におけるコア中心部の形成及び第１コア部の形成の場合と同じ重合条件で、図７（ａ）〜（ｃ）に示される工程を行い、メタクリル酸メチルとフタル酸ブチルベンジルエステルとの混合液を重合させることによりコア中心部７０２及び第１コア部７０４を形成した後、メタクリル酸メチルに、第１コア部の最外殻の屈折率よりも屈折率が低くなるような添加量でフタル酸ブチルベンジルエステルを添加した混合液を重合させることによりクラッド部７０６を形成して、直径５０ｍｍの母材７００を作製した。
【００８１】
このようにして比較例１〜３において作製された３本のプラスチック光ファイバ母材の屈折率分布のグラフを、図８に表した。また、実施例１と同様にして測定された重量平均分子量は、比較例１では２００, ０００、比較例２では８０, ０００、比較例３では１４０, ０００であった。
【００８２】
また、これらを実施例１〜５と同じ条件で線引した直径６５０μｍの光ファイバについて、それぞれ直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けた状態で曲げ損失を測定した。このときの曲げ損失の値は、比較例１及び比較例３では２．６ｄＢ、比較例２では２．５ｄＢであった。
【００８３】
線引した光ファイバの曲げ損失に関して、屈折率上昇剤にフタル酸ブチルベンジルエステルを用いた実施例１、２、３及び５と、同じく屈折率上昇剤にフタル酸ブチルベンジルエステルを用いた比較例１及び３とを比較するため、これらの結果を表１に纏めて示す。表１によれば、コア部形成において、コア中心部の上に屈折率上昇剤を用いた第１コア部を形成するステップのみの比較例１及び３による光ファイバの曲げ損失が２．６ｄＢであったのに対し、第１コア部を形成するステップに加えて、更に屈折率降下剤を用いて第２コア部を形成するステップを含む本発明の実施例１、２、３及び５による光ファイバの曲げ損失は、０．５〜０．６ｄＢと、顕著に向上している。また、図４と図８とを比較すれば、第１コア部を形成するステップと第２コア部を形成するステップとを含む本発明の実施例１、２、３及び５において、滑らかな屈折率分布をもち且つ屈折率差の大きなプラスチック光ファイバ母材が作製されたことが示された。
【００８４】
【表１】

【００８５】
同様に、屈折率降下剤に酢酸ヘキシルを用いた実施例１、２及び４と、同じく屈折率降下剤に酢酸ヘキシルを用いた比較例２とを比較するため、これらの結果を表２に示す。表２によれば、第２コア部を形成するステップのみの比較例２では、曲げ損失が２．５ｄＢであったのに対し、第２コア部形成のステップの前に行われる第１コア部形成のステップを含む実施例１、２及び４では、曲げ損失が０．５〜０．６ｄＢと、顕著に向上している。また、図４と図８とを比較すれば、第１コア部を形成するステップと第２コア部を形成するステップとを含む本発明の実施例１、２及び４において、滑らかな屈折率分布をもち且つ屈折率差の大きなプラスチック光ファイバ母材が作製されたことが示された。
【００８６】
【表２】

【００８７】
【発明の効果】
以上詳細に説明してきたように、コア部の形成に対して、屈折率上昇剤を用いた第１コア部形成のステップと、屈折率降下剤を用いた第２コア部形成のステップとを含む本発明のプラスチック光ファイバ母材の製造法によれば、滑らかな屈折率をもち且つ屈折率差の大きなプラスチック光ファイバ母材を、生産性良く容易に製造することができ、このように製造された母材から、曲げ損失の低いプラスチック光ファイバが容易に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に好適に使用されるプラスチック光ファイバ母材製造装置の斜視図である。
【図２】本発明に好適に使用されるプラスチック光ファイバ母材製造装置のモールド組み立て体の縦断面図であり、母材を内部に包含している状態を表す。
【図３】実施例１〜５の工程図であり、各工程毎のプラスチック光ファイバ母材の状態を表す。
【図４】実施例１及び２により作製されたプラスチック光ファイバ母材の半径方向屈折率分布を表すグラフである。
【図５】実施例１により作製されたプラスチック光ファイバ母材の半径方向屈折率分布を表すグラフである。
【図６】本発明に好適に使用されるプラスチック光ファイバ母材製造装置のモールド組み立て体の縦断面図であり、実施例２において、コア中心部の形成工程前の状態を表す。
【図７】比較例１〜３の工程図であり、各工程毎のプラスチック光ファイバ母材の状態を表す。
【図８】比較例１及び３により作製されたプラスチック光ファイバ母材の半径方向屈折率分布を表すグラフである。
【図９】本発明で作製された母材の線引に使用可能な線引装置の縦断面図である。
【図１０】ステップインデックス（ＳＩ）型ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【図１１】グレーデッドインデックス（ＧＩ）型ファイバの屈折率分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１００…製造装置、１０２…台、１０４…モールド収容部、１０６ａ、ｂ…モータ、１０８ａ、ｂ…モールド組み立て体、１１０…ヒータ、１２０ａ、ｂ…モールド、１２２ａ、ｂ、１２３…チャック、１２４ａ、ｂ、１２５…カバー、１２６…母材、１２８ａ、ｂ、１２９ａ、ｂ…軸、１３０ａ、ｂ…軸受け、１３２ａ、ｂ、１３３…支持円筒、１３４、１３５…窪み、１４０…空間、１４１…空洞、１４２、１４３…注入ベント口、３０２…コア中心部、３０４…第１コア部第１層、３０５…第１コア部、３０６…第２コア部第１層、３０７…第２コア部、３０８…クラッド部、７００…母材、７０２…コア中心部、７０３…第１層、７０４…第１コア部又は第２コア部、７０６…クラッド部、９１０…線引装置、９１２…線引炉、９１４…外径モニタ、９１６…巻取手段、９２０…カバー、９２２…炉芯間、９２４…ヒータ、９２６…母材、９２７…ネックダウン部、９２８…上部円筒、９２９…矢印、９３０…リング、９３２…下部円筒、９３４…シャッター、９３８…プラスチック光ファイバ。

Claims (7)

1. コア中心部と第１コア部と第２コア部とから成るコア部を有し、略円柱形状の部分をもつプラスチック光ファイバの母材を製造する方法であって、
   （１）略円柱形状の部分を有し屈折率ｎを有するポリマーから成る１つのコア中心部に対し、
   （ａ）中空の略円筒形状である複数の第１の数ｉの個数の第１コア部製造モールド（Ｍ（１）〜Ｍ（ｉ））であって、内径に関して、前記コア中心部の直径より大きく且つ１＜ａ≦ｉの数ａに対して（Ｍ（ａ−１）の内径）≦（Ｍ（ａ）の内径）、の関係をもつ第１コア部製造モールド（Ｍ（１）〜Ｍ（ｉ））と、
   （ｂ）屈折率上昇剤をモノマーに添加した前記第１の数ｉの個数のモノマー屈折率上昇剤混合液（Ｓ（１）〜Ｓ（ｉ））であって、重合した際の屈折率に関して、１＜ａ≦ｉの数ａに対してｎ≧（Ｓ（ａ−１）の屈折率）≧（Ｓ（ａ）の屈折率）の関係をもつモノマー屈折率上昇剤混合液（Ｓ１〜Ｓｉ）と
   を用いて、１≦ｘ≦ｉの数ｘについて、前記コア中心部を含む部材を前記第１コア部製造モールドＭ（ｘ）の中空部中央に配置して該部材と前記第１コア部製造モールドＭ（ｘ）との間に画成された空間に、前記モノマー屈折率上昇剤混合液Ｓ（ｘ）を投入し重合させてｘ番目の層を形成する操作を、数ｘに関して１からｉまで順に行い、前記コア中心部の側面表面上に、前記第１の数ｉ層から成り且つ半径方向外向きに屈折率が減少する屈折率分布を有する第１コア部を形成する第１のステップと、
   （２）前記第１コア部が形成された１つの前記コア中心部を含む部材に対し、（ｃ）中空の略円筒形状である複数の第２の数ｊの個数の第２コア部モールド （Ｎ（１）〜Ｎ（ｊ））であって、内径に関して、前記第１コア部最外層の直径よりも大きく且つ１＜ｂ≦ｊの数ｂに対して（Ｎ（ｂ−１）の内径）≦（Ｎ（ｂ）の内径）、の関係をもつ第２コア部製造モールド（Ｎ（１）〜Ｎ（ｊ））と、（ｄ）屈折率降下剤をモノマーに添加した前記第２の数ｊの個数のモノマー屈折率降下剤混合液（Ｔ（１）〜Ｔ（ｊ））であって、重合した際の屈折率に関して、１＜ｂ≦ｊの数ｂに対して（Ｔ（ｂ−１）の屈折率）≧（Ｔ（ｂ）の屈折率）の関係をもつモノマー屈折率降下剤混合液（Ｔ（１）〜Ｔ（ｊ））と
   を用いて、１≦ｙ≦ｊの数ｙについて、前記第１コア部が形成された前記部材を前記第２コア部製造モールドＮ（ｙ）の中空部中央に配置して該部材と前記第２コア部製造モールドＮ（ｙ）との間に画成された空間に、前記モノマー屈折率降下剤混合液Ｔ（ｙ）を投入し重合させてｙ番目の層を形成する操作を、数ｙに関して１からｊまで順に行い、前記第１コア部最外層の側面表面上に、前記第２の数ｊ層から成り且つ半径方向外向きに屈折率が減少する屈折率分布を有する第２コア部を形成する第２のステップと
   を含むことを特徴とするプラスチック光ファイバ母材の製造方法。
2. 前記第１のステップが、全ての前記第１コア部製造モールド（Ｍ（１）〜Ｍ（ｉ））の直径よりも小さな内径を有する中空の略円筒形状であるコア中心部製造モールドの中空部分に、モノマーと屈折率上昇剤とを含有する混合物を投入し重合させることにより前記屈折率ｎを有する前記コア中心部を作製するコア中心部製造操作を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック光ファイバ母材の製造方法。
3. 前記コア部を前記コア部の直径より大きな内径を有する中空の略円筒形状であるクラッド部製造モールドの中空部中央に配置し、前記コア部と前記クラッド部製造モールドとの間に画成された空間に、前記モノマーを投入し重合させ前記コア部の円筒側面表面上にクラッド部を形成する第３のステップを更に含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のプラスチック光ファイバ母材の製造方法。
4. 前記コア部を前記コア部の直径より大きな内径を有する中空の略円筒形状であるクラッド部製造モールドの中空部中央に配置し、前記コア部と前記クラッド部製造モールドとの間に画成された空間に、重合した際前記屈折率ｎ₁ よりも屈折率が小さくなる比率で屈折率上昇剤を前記モノマーに添加したモノマー屈折率上昇剤混合液を投入し重合させ前記コア部の円筒側面表面上にクラッド部を形成する第３のステップを更に含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のプラスチック光ファイバ母材の製造方法。
5. 前記第１のステップ、前記第２のステップ、又は前記第１のステップ及び前記第２のステップのいずれかにおいて、前記投入後に前記第１コア部製造モールド、前記第２コア部製造モールド又は前記第１コア部製造モールド及び前記第２コア部製造モールドを前記中空部の長手軸を中心に回転させて前記重合を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラスチック光ファイバ母材の製造方法。
6. 前記第３のステップにおいて、前記投入後に前記クラッド部製造モールドを前記中空部の長手軸を中心に回転させて前記重合を行うことを特徴とする請求項３、４または５のいずれかに記載のプラスチック光ファイバ母材の製造方法。
7. 前記モノマーがメタクリル酸メチルを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプラスチック光ファイバ母材の製造方法。

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