WO1999005548A1

WO1999005548A1 - Fibre optique de type a profil d'indice de refraction

Info

Publication number: WO1999005548A1
Application number: PCT/JP1998/003331
Authority: WO
Inventors: Tomoyoshi Yamashita; Haruko Miyauchi; Yasushi Kawarada; Kazuki Nakamura; Norizi Oishi
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 1999-02-04
Also published as: US6529665B1; CA2297159A1; KR100401150B1; KR20040004477A; CN1119676C; EP1176437B1; EP1026525A1; JPH1195045A; JP3916304B2; AU736819B2; EP1176437A3; DE69838518T2; EP1026525A4; DE69838518D1; EP1176437A2; CA2297159C; CN1269019A; AU8358298A; EP1376167A1; EP1026525B1

Description

明細書屈折率分布型う

技術分野

本発明は、光通信媒体として利用可能な屈折率分布型プラスチック光ファイバ：関する。冃景技術

光ファイバの半径方向の屈折率分布がその中心部から外周部に向かって順次減少する屈折率分布型プラスチック光ファイバ（以下「G I型 P O F j という）は、ステップインデックス型光フアイバに比較して周波数帯域が広く、光通信媒体として期待されている。

G I型 P O Fの曲げ損失や、光源との結合損失を改善するためには、開口数 N Aが大きく、伝送損失のできる限り小さな G I型 P O Fを製造する必要がある。 N Aを大きくするには、 G I型 P O Fの中心部と最外周部の最大屈折率差 Δ ηが大きくなるように設計しなければならなレ、。

この G I型 P O Fの製造方法としては種々の方法が知られている。例えば

( 1 ) 反応性比が異なり、且つその単独重合体の屈折率が異なる 2種類の単量体を、これら単量体の重合体からなる円筒容器内に入れて重合体を溶解 ·膨潤させた後に、重合させ、次いで延伸する方法（特開昭 6 1 - 1 3 0 9 0 4号公報）、

( 2 ) 屈折率の異なる 2種類の重合体を用いて、その混合比を変化させた複数の重合体混合物を調製し、これらを多層紡糸し、次いで熱処理することによって各層間で相互拡散させる方法（特開平 1— 2 6 5 2 0 8号公報）、（ 3 ) 共重合組成比の異なる複数の 2元共重合体からなるフィルムを巻き付けた積層体を加熱延伸する方法（特公昭 5 5— 1 5 6 8 4号公報）等がある。

また、熱履歴が加わることにより生じる伝送損失をできる限り小さくする目的から、（4 ) コア層とクラッド層の間に段階的な屈折率の変化を有する整合層を具備したステップインデックス型光ファイバがある（特開平 5— 2 3 2 3 3 7号公報）。更に、屈折率が異なる樹脂を積層し、段階的な屈折率分布を付与するものがある（特開平 9— 1 338 1 8号公報、特開平 9一 1 3381 9号公報）。前記（1) 及び（2) の方法で製造される G I型 P〇Fは全体が重合体の混合物の層で構成されているために、ミクロ相分離などによる不均一な構造が発生し、

P OFの光散乱損失が大きい点が問題である。また（3) の方法で製造されるスチレンとメチルメタクリレ一ト共重合体等からなる G I型 POFは、多層構造フアイバの隣接する層の共重合体間の屈折率差が 0.02等と大きすぎるので、光散乱損失が大きい。

また、（3) の方法において、塩化ビュル（ポリマーのガラス転移温度 T g = 77°C) と酢酸ビニル（Tg = 27。C) 、エチレン（Tg=—23。C) と酢酸ビニルまたはメタクリル酸ェチル（T g = 65°C) または塩化ビエル等との 2元共重合体のフィルムを巻き付ける方法による P O Fについても示唆されているが、それらの N Aの大きな P OFを得ようとした場合、その一部にガラス転移温度が低い層が存在し、賦形時に発生する糸斑や層構造の不整、または、紡糸後の取り扱いにおいて加えられる曲げ、ねじれなどの歪み、応力により発生する層構造の不整が原因で、 P OFの伝送損失が増大し、また、実用性能として要求される PO Fの耐湿熱特性が大きく低下し、伝送損失が増大する結果となる。

さらに、（4) において、特開平 5— 232337号公報に開示されるべンジルメタクリレート（T g = 54°C) とメチルメタクリレート（T g =l 12°C) の共重合体を用いた製造物では、 P O F中心部付近でのそれらの単量体の配合比が 10 ： 1であり、共重合層の Tgは 60°C以下であり、上記の理由から、その P OFの伝送損失は 680 d B/kmと極めて大きく、耐湿熱特性の上からも、実用性能に乏しい。また、特開平 9— 1 3381 8号公報に開示される光ファイノくにおいても、中心部付近にベンジルメタクリレート単独重合体を、特開平 9— 1 3381 9号公報においては周辺部付近に 2， 2, 2—トリフルォロェチルメタクリレート（T g = 75°C) 単独重合体を用いているため、やはり同様の問題を有する。発明の開示

本発明の目的は、伝送損失が小さくて開口数が比較的大きく、耐湿熱特性に優れる広帯域 P O Fを提供することにある。

上記目的は、 2種類以上のビエル型単量体 Ml、 M2、 …及び Mn (nは 2以上の整数）単位からそれぞれ構成される単独重合体 HP 1、 HP 2、 …及び HP n (各単独重合体の屈折率はこの順に低下するものとする）、並びにビニル型単量体 Ml、 M2、 …及び Mn単位から構成される 2元共重合体 CPの一種以上からなる群より選ばれる、ガラス転移温度（Tg) が 80°C以上の複数の（共）重合体の非混合層を同心円状に積層した多層構造を有し、該多層構造の中心部の屈折率が最も高く、外周部に向かって屈折率が順次低下する屈折率分布型光フアイバにより達成される。図面の簡単な説明

図 1 (a) 〜（c) は、 3つの非混合層 LNBと 2つの混合層 LBからなる 5 層構造の本発明の POFを示している。図 1 (a) は POFの横断面図、図 1 (b) は縦断面図、図 1 (c) は半径方向の屈折率分布を示すグラフである。発明を実施するための最良の形態

本発明の好ましい形態として、代表的には、以下の二つの形態が挙げられる。 2種類のビニル型単量 ί本 M 1及び Μ 2単位からそれぞれ構成される単独重合体 HP 1及び HP 2、並びにビュル型単量体 Ml及び M 2単位から構成される 2元共重合体 CP 1/2 (共重合組成比と屈折率が異なる複数の 2元共重合体を含む）からなる群より選ばれる複数の（共）重合体の非混合層を同心円状に積層した多層構造を有し、各非混合層間には、隣接する 2つの非混合層を構成する (共）重合体の混合層が形成されている光ファイバ。

3種類のビュル型単量体 M 1、 M 2及び M 3単位からそれぞれ構成される単独重合体 H P 1、 HP 2及び H P 3、並びに、ビニル型単量体 M 1及び M 2単位から構成される 2元共重合体 C P 1/2及びビニル型単量体 M 2及び M 3単位から構成される 2元共重合体 CP 2/3 (それぞれ、共重合組成比と屈折率が異なる複数の 2元共重合体を含む）からなる群より選ばれる複数の（共）重合体の非混合層を同心円状に積層した多層構造を有し、各非混合層間には、隣接する 2つの非混合層を構成する（共）重合体の混合層が形成されている光ファイバ。

本発明において、 HPは単独重合体、 CPは 2元共重合体、 Pは単独重合体または 2元共重合体、 BPは 2つの（共）重合体の混合物、 LNBは 1つの（共）重合体からなる非混合層、 LBは 2つの（共）重合体を混合した混合物からなる混合層を意味する。

本発明の理解を容易にするために、先ず単量体の数 nが 3の場合（すなわち単量体単位の種類が 3つの場合）について説明する。単量体の数 nが 3の場合、各単量体 M 1、 M 2及び M 3単位からそれぞれ 3種類の単独重合体 H P 1、 HP 2 及び HP 3を得ることができる。また、 Mlと M 2単位または M 2と M 3単位力ら 2系列の 2元共重合体 CPを得ることができる。これらのひとつの CP (または HP) と他の CP (または HP) は互いに相溶性の良いものを選択するのが好ましい。

ここで、高屈折率重合体は、 Ml単位から構成される単独重合体 HP 1、 Ml 単位と M 2単位とから構成される種々のモル組成比の共重合体 CP、又は、単独重合体 H P 1と単独重合体 H P 2との種々の混合組成比の重合体混合物 B Pとして調製される。又、低屈折率重合体は、 M 3単位から構成される単独重合体 HP 3、 M 3単位と M 2単位とから構成される種々のモル組成比の共重合体 CP、又は、単独重合体 H P 3と単独重合体 H P 2との種々の混合糸且成比の重合体混合物 BPとして調製される。

本発明の P OFの多層構造は、図 1 (a) 〜（c) に示すように所望の厚みの非混合層 LNBと所望の厚みの混合層 LBからなり、または非混合層 LNBのみからなる。ここで、非混合層 LNBは、ひとつの（共）重合体のみから構成される層であり、混合層 LBはその両側の非混合層を構成する 2つの（共）重合体の混合物 B Pで構成される層である。

非混合層 L N Bの数を多くすれば実質的に混合層 L Bが存在しない構造とすることもできる。しかし、非混合層 LNBの数が少ない場合は、屈折率の急激な変化を避けるために、混合層 LBが必要であり、また混合層 LBの厚み TBをある程度大きくすることが必要となる。

図 1 (a) 〜（c) は、 3つの非混合層 LNBと 2つの混合層 LBからなる 5 層構造の POFを示している。図 1 (a) は P OFの横断面図、図 1 (b) は縦断面図、図 1 (c) は半径方向の屈折率分布を示すグラフである。ここで、非混合層 L N Bの屈折率は一定であり、混合層 L Bの屈折率はなだらかに変化している。全体の層数が多くなれば全体の屈折率分布はより滑らかになる。

光伝送帯域を大きくするためには、屈折率分布は滑らかな方が好ましい。しかし混合層 L Bの割合が多すぎると光伝送損失が大きくなる。そこで光伝送帯域の大きさと光伝送損失の大きさのバランスを考慮して、屈折率分布の形状が選定される。

尚、図 1 (a) 〜（c) の G I型 P OFの外周部には、鞘層や被覆層（ジャケット層）を設けることができる。鞘層及び被覆層は、それぞれ 2層以上の多層構造とすることができる。被覆層には、ポリエチレン、ポリ塩化ビエル、塩素化ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリオレフインエラストマ、ポリウレタン、ナィロン樹脂、エチレン—酢酸ビュル共重合体等の公知のものを使用できる。

また、本発明の多層構造 P OFを、主に光伝送路として使用されるコア部分と考え、その外周に更に鞘層を設けることができる。この場合も、鞘層は 2層以上の多層構造とすることもできる。鞘層には公知の樹脂を用いることが可能であり、 POFに付与したい特性等に応じて適宜決定される。 POFの曲げ損失を抑制したい場合には、鞘層の最内周層の屈折率と光ファイバの最外周層の屈折率との差を 0.001以上にすることが好ましい。この屈折率の点からは、鞘材としては、例えば、テトラフルォロエチレン Zビニリデンフルオライド共重合体、エチレン

/クロ口トリフルォロエチレン共重合体、 α—フルォロァクリレ一ト系重合体等を用いることが好ましい。

また、繰り返し屈曲特性の向上のためには、テトラフルォロエチレンビニリデンフルオラィド共重合体、エチレンクロロトリフルォロエチレン共重合体等を用いることが好ましい。耐熱性の向上のためには、酸素遮断性を有する重合体、例えばエチレン/ビニルアルコール共重合体等を用いることが好ましい。防湿性を付与するためには、エチレン/クロ口トリフルォロエチレン共重合体等を用いることが好ましい。

本発明の特殊な態様においては、鞘層に用いられる素材を被覆層として用いることも可能である。また 2本以上の P O Fを纏めて被覆することも可能である。次に、混合層 LBを構成する B Pについて説明する。一般に BPは、 HP C Pに比べて、屈折率揺らぎ及び相分離構造（以下適宜「不均一構造」という）を誘発し易い傾向にあるため、 P OF中の LBの割合が多い程、 P OF全体の光散乱損失が大きくなる。

また、一般に BPは、 HPや CPに比べて、構造の熱的安定性が乏しいので、 POFを比較的高温域で長期間使用した場合、 P O F中に混合層 L Bが大きな割合で存在すると、 P OFの不均一構造が助長され、光散乱損失が増大する。

このように P OF中の LBの割合が多い程、 P OF全体の光散乱損失が大きくなるので、 POF中の LBの割合は少ない方が好ましく、厚み TBも小さい方が好ましい。 TBは、一般的には、半径方向における LBの位置によって異なり、目標とする帯域性能や層数にも依存するが、それぞれ 3〜1 00 / m程度が好ましく、 1〜10 //m程度がより好ましい。

また、 B Pを形成する HPと C P、もしくは CPと CPなどは、相溶性が良好であってその屈折率差が十分に小さいことが好ましい。

本発明の G I型 POFの非混合層を構成する（共）重合体のガラス転移温度 (T g) は、 80°C以上である。 T gが低過ぎると、 P O F全体の耐湿熱性が低下し、湿度を伴う比較的高温の使用環境において伝送損失が増大する。即ち、低 Tgのポリマーは動き易いことから、例えば、 LBでの相分離などによる新たな不均一構造が形成され散乱損失が増大する。また低 Tgのポリマ一では水分子等の低分子物のポリマー中での移動度が著しく増すことから、湿熱環境下で P OF 中への水分の侵入が容易となり、水に起因した分子振動吸収損失の増大、および水と残存単量体や残存重合助剤との相互作用による新たな不均一構造形成ゃフ了ィバー形状の変化による散乱損失が増大する。

従って、一般的使用を想定した耐熱温度としての要求が 70°C程度であるため、 G I型 POFの全ての LNBを構成する各（共）重合体の Tgは、 80°C以上であることが必要であり、 90°C以上であることが好ましく、 95°C以上であることが更に好ましく、 10 o°c以上であることが特に好ましい。

Tg差が大きい単量体を使用する場合は、その 2元共重合体の Tgは、共重合組成比に大きく依存する。 LNBの 2元共重合体を構成する 2つの単量体単位については、それら単量体単位からそれぞれ構成される各単独重合体の Tgが共に 80°C以上であることが好ましい。しかし、仮に一方の単独重合体の T gが 8 ◦ °C未満の場合でも、その 2元共重合体中におけるその単量体単位の含有量が少なく、かつ他方の単独重合体の Tgが充分に高い場合は、それらより構成される共重合体の Tgを 80°C以上にすることが可能である。

単独重合体の T gが高い単量体 Mlと、低い単量体 M 2とを用いて本発明の P OFを製作する場合、両単独重合体 HP 1、 HP 2の互いの屈折率差が大きいことが好ましい。例えば HP 1の T gが 100°C程度で、 HP 2のTgが50°C程度である場合、それら単量体単位から構成される 2元共重合体 CP 1/2の T g を 80°C以上に設定するためには、 M 2単位の含有量を少なくすることが必要となる。従って、 HP 1と HP 2との屈折率差が小さい場合は、 P OF全体の N A を大きくすることは難しい。

以下、前記 2元共重合体における HP 1と HP 2との屈折率差とガラス転移温度差の関係につレ、て詳細に説明する。

ガラス転移温度 T_gl、屈折率を有する HP 1、及び、ガラス転移温度 Tg₂、屈折率 n₂ (但し T_gl<Tg₂、また n,くとする。）を有する HP 2を製造し得るビュル型単量体 Ml、 M 2を使用して構成した G I型 P OFを考える。このとき、共重合体 CP 1Z2のガラス転移温度 T g_1/2は式（2) で近似され、共重合体 CP 1 2の屈折率 n_1/2は式（3) で近似される。また、 HP 1と CP 1ノ 2より構成される POFの NAは式（4) で表現される。

Tg_1/2=T_gl + ATg · V2 (2)

n _1/2 = r^ + An · V 2 (3)

(NA) ²=n_1/2 ² - _Πι ² (4)

ここで、 Z Tg=T g₂— Tgい An = n₂— であり、また V2は M2の体積分率（Vl +V2= l) である。

式（1) で、 Tg_1/2 80°Cなる共重合体のガラス転移温度に関する制限を付加すると、 Δη、 ΔΤ g及び Ν Αとの間の関係において、式（5) が成立する。 ΔΤ_§≥ (80-T_gl) - Δη÷ ト + ( ²+ (ΝΑ) ²) °'⁵} (5) 式（4) より、仮に Mlとしてメチルメタクリレート（^= 1.492、 T g ,= 1 1 2°C) を用い、 M2に n₂= 1.442 (即ち Δη = 0. 05) の材料を用いて NA=0. 3の POFを設計する場合、 ΔΤ g =— 53°Cとなり、 Tg₂ 1 1 2 - 53 = 59°Cの条件を満たす材料（M2) を用いなければならない。

Ml、 M2及び M3の 3種類の単量体を用いた G I型 POFの場合も、 CP 1 /2、 CP 2/3に関して、同様の考え方が適用できる。

3種類以上の単量体を用いた場合、 N Aを規定する最内層を構成する（共）重合体と最外層を構成する（共）重合体の屈折率差を大きくとることがより容易であるので、 P O Fを構成する共重合体に用いる単量体の種類は多いほうが好ましい。ただし、単量体の種類が多いほど製造に手間がかかる。用いる単量体の種類の数は、製造する POFに要求される特性、製造コスト等により適宜決定される力通常 2種類又は 3種類程度である。

次に、非混合層 LNBを構成する重合体、即ち、 HPと CPについて説明する。 POF中の LNBを構成する（共）重合体は光散乱損失が小さいことが好ましレ、。光散乱損失が小さい（共）重合体を得るためには、重合体または単量体の選定に際しては、 HP 1と HP 2間または HP 3と HP 2間のポリマ一の屈折率差ができるだけ小さくなるように重合体（または単量体）を選定することが本来望ましレ、。これは HP 1と HP 2間（または HP 3と HP 2間）の屈折率差が大きいと、 HP 1と HP 2との重合体混合物 B Pまたは Ml単位と M 2単位から構成される共重合体 C Pの屈折率揺らぎが大きくなり、 P O Fの光散乱損失を増加させるからである。

しかし、 HP 1と HP 2間または HP 3と HP 2間のポリマ一の屈折率差が大きくて重合後の散乱損失が大きい重合体であっても、最終的に P O Fを製造する段階において、溶融状態に所定時間保持された場合、その不均一構造が短時間 (溶融紡糸時間内）で消滅し、低散乱損失な重合体となる場合がある。

上記不均一構造の消滅に要する時間や改善後の散乱損失のレベルは、 HP 1Z HP 2、または、 HP 2/HP 3などの材料間の相溶性や、重合直後に形成される共重合体の不均一構造形態に強く依存していると考えられる。

P OFが 2種類の単量体 Ml、 M 2を使用して得られるものである場合は、 H P 1と HP 2間の屈折率差は、また P OFが 3種類の単量体 Ml、 M2及びM3 を使用して得られるものである場合は、 HP 1と HP 2間及び HP 2と HP 3間の屈折率差は、それぞれ、 0.05以上が好ましく、 0.06以上がより好ましい。

2種類の単量体 Ml、 M2を使用して得られる光ファイバにおいて、これらの条件を満たす共重合体としては、 M2がメチルメタクリレート（n d = 1.492、 T g = 1 1 2°C) であって、 Mlがベンジルメタクリレート（n d = 1.569、 T g = 54 °C) 、フエノキシェチルメタクリレート（n d = 1. 560、 Tg = 3 0°C) 、ビニルベンゾェ一ト（n d = 1. 579、 T g = 75 °C) 、フエニルメタクリレート（n d = 1. 572、 T g = 1 20 °C) 、 1一フエニルェチルメタクリレート、 2—フエニルェチルメタクリレート（n d = 1. 5 5 9、 T g = 3 0°C) 、スチレン（n d = 1. 59、 T g = 100 °C) 、又は α—メチルスチレン（Tg = 102°C) であり、それらを組み合わせて使用して得られる共重合体が挙げられる。

また、共重合成分としてフッ素化モノマーを用いた場合、それらは分子振動吸収が小さいため、 POFの伝送損失を大きく低減させることができる。このような共重合体としては、 Mlがメチルメタクリレートであって、 M 2がフッ化アルキル（メタ）ァクリレート又はフッ化アルキル一α—フルォロアクリレートであり、それらを組み合わせて使用して得られる共重合体が挙げられ、これらは低散乱損失で良好なものである。

フッ化アルキル（メタ）ァクリレートとしては、 2， 2， 2—トリフルォロェチルメタクリレート（Tg = 75°C、 n d = 1.41 5) 、 2, 2， 3， 3—テトラフルォロプロピルメタクリレート（Tg = 64°C、 n d = 1.422) 、 2， 2， 3， 3， 3—ペンタフルォロプロピルメタクリレート（Tg = 67°C、 n d = 1. 392) 、 2， 2, 2—トリフルオロー 1—トリフルォロメチルェチルメタクリレート（Tg = 78。C、 n d = 1. 381 ) 、 2， 2， 3， 4， 4， 4—へキサフルォロブチルメタクリレート（Tg = 49°C、 n d = 1.402) 、 2， 2, 3， 3， 4， 4， 5， 5—ォクタフノレォロペンチルメタクリレート（Tg = 32°C、 n d = 1. 393) 、 1 H, 1 H， 7 H—ドデカフルォ口へプチルメタクリレート（Tg = 1 3°C) 、 1H， 1 H， 9 H—へキサデカフルォロノニルメタクリレート（Tg=—1 5°C) 、 2 - (パーフルォロブチル）ェチルメタクリレート、 2 - (パ一フルォ口へキシル）ェチルメタクリレ一ト、 2— （パ一フルォロォクチル）ェチルメタクリレート（n d = 1.37) 等が例示される。

フッ化アルキル一 α—フノレオロアクリレートとしては、 2， 2， 2—トリフロォロェチルー _α—フルォロアクリレート（Tg = 1 23。C、 n d = 1.385) 、 2, 2， 3， 3—テトラフルォロプロピル一 α—フルォロアクリレ一ト（Tg = 95。C、 n d = 1. 3 98) 、 2， 2, 3， 3， 3—ペンタフルォロプロピル一 α—フルォロアクリレート（Tg = 1 10°C、 n d =l . 366) 等が例示される。また更に、このような共重合体として、 Mlがフッ化アルキル一 α—フルォロァクリレート、 α—フルォロアクリレート（Tg = 140。C、 n d = 1.460) 、ペンタフルオロフェニルメタクリレート（Tg = 1 25°C、 n d = 1.487) 、ペンタフルオロフェニル一 α—フルォロアクリレート（Tg = 1 60°C、 n d = 1.465) 、又はペンタフルオロフェニルメチルメタクリレート（Tg = l 1 0°C、 n d = 1.480) であり、 M 2がフッ化アルキルメタクリレートであり、それらを組み合わせて使用して得られる共重合体が挙げられ、これらも低散乱損失で良好なものである。

また、このような共重合体として、 Mlがべンジルメタクリレートであって、 M2が α—フルォロアクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート、ぺンタフノレオロフェ二/レー α—フゾレオロアクリレート又はペンタフノレオロフェニノレメチルメタクリレートであり、それらを組み合わせて使用して得られる共重合体が挙げられ、これらも低散乱損失で良好なものである。

また、 3種類の単量体 Ml、 M 2及び M 3を使用して得られる光ファイバにおいては、前記条件を満たす共重合体としては、 Mlがフエノキシェチルメタクリレート、ビニノレベンゾェ一ト、フエ二ノレメタクリレート、ベンジノレメタクリレート、 1一フエニルェチルメタクリレート、 2—フエニルェチルメタクリレート、スチレン又は α—メチルスチレンであり、 Μ 2がメチルメタクリレートであり、 Μ 3がフッ化アルキル（メタ）ァクリレ一ト、フッ化アルキル一 α—フルォロアクリレ一ト、 ct一フルォロアクリレート、ペンタフルオロフェニル一 α—フゾレオロアクリレ—ト、ペンタフノレオロフェニゾレメタクリレート又はペンタフノレ才ロフェニルメチルメタクリレートであり、それらを組み合わせて使用して得られる共重合体が挙げられ、これらも低散乱損失で良好なものである。

また、 Mlがべンジルメタクリレートであり、 M 2がメチルメタクリレートであり、 M3がフッ化アルキル（メタ）ァクリレート、フッ化アルキル一 c —フルォロアクリレ一ト、 α—フルォロアクリレート、ペンタフノレオロフェニルー α— フルォロアクリレ一ト、ペンタフルオロフェニルメタクリレ一ト又はペンタフノレオロフェニルメチルメタクリレートであり、それらを組み合わせて使用して得られる共重合体が挙げられ、これらも低散乱損失で良好なものである。

本発明の好ましい形態として、 3種類の単量体 Ml、 M 2及び M 3を使用して得られる光ファイバであって、 M2がメチルメタクリレートであり、一つもしくは複数の C P 1 / 2、 HP 2, 及び一つもしくは複数の C P 2 Z 3の各 L N Bを順に同心円状に積層した多層構造を有する光ファイバがある。即ち、 PMMA層を有し、その内側と外側に MM A単位含有共重合 ί本層を有する光ファイバである。高 T g成分である ΜΜΑ単位が含有されていれば、共重合体に含有される他の単量体単位の Tgが低い場合であっても、各層を構成する（共）重合体の Tgを容易に高く設定できる。 MMA単位が 50重量％以上含有されていれば、（共）重合体の T gを更に高めることができ、機械的強度や耐湿熱性が更に向上するので好ましい。それが 60重量％以上であればさらに好ましい。

また、混合層 LBを含む多層構造の POFにおいては、非混合層 LNB間の屈折率差が小さい程、混合層 LBと非混合層 LNBとの界面における急な屈折率変化が抑えられ、界面での光散乱損失が小さくなる。従って、隣接する非混合層 L NB層間の屈折率差は小さいほど好ましい。具体的には、屈折率差は 0. 0 1 6 以下が好ましく、 0.008以下がより好ましい。

POF中の混合層 L Bを構成する B Pも、光散乱損失が小さいことが好ましレ、。混合される（共）重合体同士の相溶性を高めることによって、光散乱損失が小さい混合物を得ることができる。

その手段として、隣接する非混合層 LNBを構成する CPとして、それぞれ同種の単量体単位から構成され、互いに共重合組成比が異なるものを選択することが好ましく、更にこれらの CP (または HP) と CPとの間の共重合組成比差をできるだけ小さくすることが更に好ましい。共重合組成比差が大きい（共）重合体からなる混合物 B Pでは、ひとつの C P (または HP) と他の CPの性質が大きくかけ離れるため、互いの相溶性が低下し、 B P中で不均一構造が多く形成されやすく、その結果 P OFの光散乱損失が増大する。共重合組成比の差は、実際には、 P O F全体に占める混合層 L Bの割合も考慮して実用上問題が生じない値に設定される。

下記表 1は、 M 1として 2， 2， 2—トリフルォロェチルメタクリレート（3 FM) 、又は、 2， 2， 3, 3—テトラフルォロプロピルメタクリレート（4 F M) 、 M2として 2， 2, 3， 3， 3—ペンタフルォロプロピルメタクリレ一ト (5 FM) を用いて製造した、 HP及び組成が異なる複数の C Pを 50/50 (重量。 /₀) の割合で混合調製した B Pについて、 650 nmにおける等方性光散乱損失を示している。

ここで、（共）重合体における M 2の組成が 0モル。 /₀のときは Mlの単独重合体 H P 1であり、同じく Mlの組成が 0モル。 /₀のときは M 2の単独重合体 H P 2 である。互いに共重合組成比の異なる 2種類の共重合体 1および共重合体 2の組成比の差は、 Mlまたは M 2のモル^；且成比（％) の差として記載されている。混合されるひとつの CP (または HP) と他の CPの共重合組成比が近い程、 BPがより小さい等方性光散乱損失を有することを、表 1は示している。 Mlまたは M 2において共重合組成比の差は 20モル％以下であることが好ましく、 1 5モル％以下であることがより好ましく、 10モル％以下であることが更に好ましい。但し、共重合組成比の差を極端に小さくしすぎると、光ファイバの NAの大きさを維持するためには、（共）重合体の層数を多くすることが必要となる。単体共望合沐 1の共 «合沐 2の共 fi合体 1. 2 共お合 « L/共 £合体

M 1 /M2 *体; 比举 4i«W の Μ 1招戍の S 2の合物の方性光

( ル％) (モル％) (モル⁰/。） Jtti 失

(d B/km)

3FM/5FM 40/60 30170 10 60 ~ 80

3 ¾-5B( 5/55 30170 15 70〜 100

3FH/5FM 50/50 30170 20 80〜 140

3FW/5FW 50/50 01100 50 > 10000 (白! ¾)

3FH/5FK 50/50 10010 50 > 10000 (白 ¾)

ΊΡΜ/5Β< <0/60 30170 10 60 〜 80

•(FM/5FH ィ 5/55 30170 15 80 ~ 110

50/50 30170 20 90 ~ 150 F /5F 50/50 01100 50 〉 10000 (白 )

50/50 !0010 50 〉 .10000 (白以上、単量体の数 n = 3の場合について説明したきたが、本発明においては、 nが 2、または nが 4以上であっても同様である。

一方、開口数 N Aは以下の式（1) で記述される。

NA= (n。²— n_r ²) ⁰⁵ (1)

(但し n。は光ファイバの断面中心軸の屈折率、 n_rは中心からの動径 rでの屈折率を示す。）

すなわち、 n_rに P OFの最外周部での屈折率を代入した値が、 p OF全体の NAとして定義される。この NAを小さくすることで、 POF内を伝搬する高次モードの光（到達時間の遅い光）が減少し、帯域性能を向上させることができる。しかし、一般に P OFを低 NA化すると、ファイバに曲げの操作が加わった場合、伝搬光の外部への漏れが起こりやすくなり、そのため伝送損失（曲げ損失）が増大する。こうした曲げ損失特性は、実用上かなり重要な問題となる。

そこで、高い帯域性能を維持し、曲げ損失を低減する技術について以下説明する。

本発明の多層構造 P O Fの外周部に第 1鞘層と第 2鞘層の 2層構造の鞘層を配置した POF構造を考える。このとき、このコアと第 1鞘層に基づく NAは、中心屈折率 n。と第 1鞘層の屈折率によって式（1) から定義される。このときの N Aを仮に 0.3とすると、第 1鞘層における N Aは 0.3である。また、この更に外周部に第 2鞘層を配置した場合、同じく中心屈折率と第 2鞘層の屈折率より、式（1) から NAを定義することができる。この値を仮に 0. 5とすると、上記同様、第 2鞘層における NAは 0· 5である。

ここで意図するところは、この第 1鞘層として、その材料の伝送損失が 500 d B/km以上で厚さ 5〜50 / mの層を用い、また第 2鞘層に、特にその材料の伝送損失は限定しないが、厚さ 5〜50 / mの層を用いることにある。

以下、上記構造を有する P O Fの優れた点について説明する。

POF全体の NAは、見かけ上 0. 5であるが、実際には第 1鞘層の損失が大きいことから、この層を伝搬する高次モードの光はかなり减衰し、実質上、 NA =0.3に対応した高い帯域性能を維持する POFを得ることができる。このとき、第 1鞘層による高次モードの減衰による伝送損失の増大は、全体の P OFの伝送損失にはさほど大きな影響を与えない。なぜなら、第 1鞘層が極めて薄いため、伝送路としての利用効率が小さいからである。但し、これらの層が薄すぎると、高次モードの減衰が不十分となり、実質上の N Aが 0. 3より大きくなり帯域性能の低下を招く。

一方、上記の構造で、ファイバに局所的に曲げの操作が加えられたときには、その曲げの部分において、かなりの量の伝搬光が、薄い第 1鞘層を通過して第 2 鞘層に到達する。しかし、このとき、第 2鞘層における NAは 0. 5と大きいため、上記第 1鞘層を貫通してきた伝搬光の一部が全反射され P O F中心部へ引き戻され、モードの再カップリングが起こることで、伝搬光の漏れが軽減され曲げ損失が大きく改善される。しかし、第 1鞘層や第 2鞘層が厚すぎると、それらの層による損失増加が P O Fそのものの損失に影響したり、また曲げ損失改善効果が小さくなるので好ましくなレ、。

第 1鞘層における N Aは、 0. 2〜 0.35、好ましくは 0.25〜0.3が適当である。その層の厚さは、 5~50 μπι、好ましくは 10〜20 / mが適当である。また第 2鞘層における N Aは 0.4〜0.6、好ましくは 0.45~0. 55力 S 適当である。その層の厚さは 5〜 50 μ m、好ましくは 10〜 20 μ mが適当である。

また、以上述べた第 1鞘層及び第 2鞘層は、本発明における共重合多層構造コァとは別に定義して説明したが、コア層に第 1鞘層及び第 2鞘層に相当する機能を持たせることもできる。

また、本発明の光ファイバは、 650 nmにおける伝送損失が 250 d B/k m以下、 5 Omで測定した帯域が 40 OMH z以上であり、 65°C95%RHの湿熱雰囲気下で 1000時間保持した時の伝送損失の増加が 50 d B/k m以下である通信用広帯域光ファイバを構成する為に好適に用いられる。

以上、単芯の POFについて説明してきたが、本発明には多芯構造の P OFも含まれる。即ち、支持 ί本となる重合体中に、前記多層構造の光ファイバの複数本が配置された海島構造の多芯光ファイバである。

POF中の残存単量体や残存連鎖移動剤は P O Fの耐湿熱特性を悪くするので、これら残存物を極力低减することが好ましい。残存単量体は 0. 5重量。 /₀以下に減少させることが好ましく、 0.2重量％以下とすることがより好ましい。一方、の残存量は、 1 50 p pm以下に减少させることが好ましく、 l O O p pm以下とすることがより好ましく、 10 p pm以下とすることが特に好ましい。

また、本発明の P OFは、光ファイバの複数本が支持体となる重合体中に配置されてなる多芯光ファイバ、さらには光ファイノく（または多芯光ファイバ）の外周部に被覆層が形成されてなる光ファイバケ一ブル、光ファイバ（または多芯光ファイバ）の複数本が被覆層により集束されてなる光ファイバケ一ブルを構成する為にも好適に用いられる。またさらに、光ファイバケーブルの一端または両端部にプラグが取り付けられてなるプラグ付き光ファイバケーブルとして使用することもできる。

本発明の POFの製法は特に限定されないが、たとえば以下のような製法で製造される。まず、各層を構成する共重合体を製造するための単量体混合物、重合開始剤などの混合液を調製し、重合反応に供する。重合方法は特に限定されないが、塊状重合などが好ましい。また、分子量を調節するため、連鎖移動剤を用いることが好ましい。重合開始剤、連鎖移動剤には公知のものを用いることができる。

このように製造された紡糸原料を必要に応じて濾過精製した後、屈折率が外層ほど低くなるようにして、同心円筒状の複合紡糸ノズルに供給し、溶融状態で紡糸する。ファイバーに鞘層を形成する場合はこの段階で、鞘層の原料を紡糸ノズルに供給することが好ましい。紡糸温度は 1 80°C〜 280°C程度が好ましく、紡糸原料の溶融粘度は 1000ボイズから 1 00000ボイズ程度とすること力 s 好ましい。 P OFの層数は、複合紡糸ノズルの層数を変更することにより任意に調整できる。

このようにして吐出されたファイバを必要に応じて延伸することにより、本発明の POFを得ることができる。なお、混合層は、例えば隣接層を構成する溶融状態の紡糸原料を紡糸ノズル内で相互に接触させることによって形成される。混合層の厚み TBは紡糸原料が溶融状態での接触する時間が長ければ厚くなり、短ければ薄くなる。また、ファイバを吐出後加熱処理を行うことによつても混合層を形成することができる。また、このようにして得られた P OFに適宜被覆層を設ける。被覆層の形成は公知の方法で行われる。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。

ぐ実施例 1〉

単独重合体の屈折率が n d = 1. 569、 Tg = 54 °Cのベンジルメタクリレ一ト（B zMA) 、 n d = 1.492、 T g =l 1 2 °Cのメチルメタクリレート（M MA) の 2種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に供した単量体または単量体混合液（数値はモル。/。）は以下の 5種類である。この重合時には連鎖移動剤としてノルマルプチルメルカプタン（3000 p pmZ単量体）を用いた。

1) B zMA/MMA= 24/76 (共重合体としての T g = 9 1 °C、 MM A は 64重量％)

2) B zMA/MMA= 1 7/83 (T g = 96°C) 3) B zMA/MMA= 1 1/89 (T g = 97°C)

4) B zMA/MMA= 5/95 (T g =l 02°C)

5) MM A (T g =l 1 2°C)

これら単量体混合物を用いた（共）重合体の重量平均分子量は、 G PC測定から、約 8万〜 9万であった。

次に、これら 5種類の紡糸原料を脱気設備を有する押出機に供給し、 240°C で 5層の同心円筒状の複合紡糸ノズルに供給した。このとき、紡糸原料中に残存する単量体や連鎖移動剤は、紡糸ノズル直前でほぼ除去された。紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量％以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 P P m以下であった。

次に、これら 5種類の紡糸原料を押出機に供給して、 240°Cで溶融し、 5層の同心円筒状の複合紡糸ノズルに供給した。紡糸ノズルは、溶融状態のファイバが吐出されるノズル先端部から 300 mm手前で、 3 mm φの 5層の同心円筒構造が形成されるように設計されている。ノズル先端温度（紡糸温度）は 230°C である。ポリマーの紡糸ノズル滞在時間は約 5分とした。吐出後のファイバは、最終的に、直径が 1 mm0の POFとなるように延伸し、巻き取り機によって巻き取った。

以上のようにして製造された長さ 50mの P OFを用い、一3 d B帯域を測定したところ、 870MHzであった。帯域測定は、浜松ホトニクス社製の光サンプリングオシロスコープ、及び光源として、東芝製半導体レーザ一 TOLD 94 10 (発光波長 650 nm) を用いて行った。伝送損失測定は、 52mZ2m力ットバック法で、波長 650 nm、励振 NA=0.4で行った。その結果、伝送損失は 1 70 d BZkmであった。また、また P O Fの各混合層の厚みはおよそ 1 〜！" μ mで 3 つに。

また、試験条件は 65°C、湿度 95 %RHの湿熱試験を行なったところ、 10 00時間における伝送損失の増大はわずか 20 d B/ kmであった。

<実施例 2〉

単独重合体の屈折率が n d = 1. 569、 T g = 54 °Cのベンジルメタクリレート（B zMA) 、 n d = 1.492 , Tg = l 1 2 °Cのメチルメタクリレート（M MA) 、及び屈折率が n d =l .422、 Tg = 64。Cの 2， 2， 3， 3—テトラフルォロプロピルメタクリレート（4 FM) の 3種類の単量体成分を用いて (共）重合体を得た。重合反応に供した単量体または単量体混合液は以下の 4種類である。

1) B zMA/MMA=l 7/83 (T g = 97 °C、 MMAは 74重量％)

2) B z MA/MMA= 8/92 (T g =l 05°C)

3) MMA (T g =l 1 2。C)

4) MMA/4 FM=93/7 (T g =l 06°C)

これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、伹し 4層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用い溶融紡糸を行レ、 P O Fを作製した。 (共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量％以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 P P m以下であった。

この P OFの伝送損失は 1 55 d BZkmであり、 50mにおける帯域は 72 0 MHzであった。また POFの各混合層の厚みはおよそ 1〜2 μπιであり、 6 5°C、湿度 95%RH、 1 000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 20 d BZ kmであった。

く実施例 3〉

単独重合体の屈折率が n d = 1.487 T g =l 25。Cのペンタフルオロフェニゾレメタクリレート（PFMA) 、 n d =l .422 , Tg = 64。Cの 2， 2, 3， 3—テトラフルォロプロピルメタクリレート（4 FM) の 2種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単量体または単量体混合液は以下の 4種類である。

1 ) P FMA (T g =l 25。C)

2) P FMA/ 4 FM=84 / 1 6 (Tg = 1 1 7。C)

3) P FMA/ 4 FM =68/32 (T g =l 09°C)

4) P FMA/ 4 FM = 54/46 (T g =l 01°C)

これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、伹し 4層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用い溶融紡糸を行い P O Fを作製した。 (共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量％以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 P pm以下であった。

この POFの伝送損失は 95 d B/kmであり、 5 Omにおける帯域は 700 MH zであり、 POFの各混合層の厚みはおよそ 1〜 2 μ mであり、 65。C、湿度 95%RH、 1000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 3 0 d BZk mであった。

く実施例 4 >

単独重合体の屈折率が n d = 1.492、 T g =l 1 2 °Cのメチルメタクリレート（MMA) 、 n d = 1.422、 Tg = 64°Cの 2， 2， 3， 3—テトラフルォ口プロピルメタクリレート（4 FM) の 2種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単量体または単量体混合液は以下の 4種類である。

1 ) MM A (T g =l 1 2。C)

2) MMA/ 4 FM= 93/7 (T g =l 06°C)

3) MMA/ 4 FM = 85/1 5 (T g =l 00°C)

4) MMA/ 4 FM = 76/24 (Tg = 94°C、 MMA 61重量⁰ /o) これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、但し 4層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用い溶融紡糸を行い P O Fを作製した。 (共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも◦. 2重量《½以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 P pm以下であった。

この P OFの伝送損失は 140 d BZkmであり、 5 Omにおける帯域は 70 0 MHzであり、各混合層の厚みはおよそ 1〜2 μπιであり、？0 の65°〇、湿度 95%RH、 1000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 25 d BZk mであった。

<実施例 5 >

単独重合体の屈折率が n d = 1.492、 T g =l 1 2 °Cのメチルメタクリレート（MMA) 、 n d = 1.41 5、 Tg = 75°Cの 2， 2， 2—トリフノレオロェチルメタクリレート（3 FM) の 2種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単量体または単量体混合液は以下の 4種類である。

1 ) MM A (T g =l 1 2°C)

2) MMA/3 FM=92/8 (T g =l 07°C)

3) MMA/3 FM =83/1 7 (T g =l 02°C)

4) MMA/3 FM = 73/27 (Tg = 97°C、 MMA 61重量。/。）これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、但し 4層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用い溶融紡糸を行レ、 P O Fを作製した。 (共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量％以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 P pm以下であった。

この P OFの伝送損失は 1 50 d BZkmであり、 50mにおける帯域は 73 0 MHzであり、 POFの各混合層の厚みはおよそ 1〜2 /xmであり、 65°C、湿度 95%RH、 1000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 22 d B/kmであった。

ぐ実施例 6 >

単独重合体の屈折率が n d = 1.492、 T g =l 1 2°Cのメチルメタクリレ一ト（MMA) 、 n d = 1. 392、 T g = 67°Cの 2, 2， 3， 3， 3—ペンタフルォロプロピルメタクリレート（5 FM) の 2種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単量体または単量体混合液は以下の 4種類である。

1 ) MM A (T g =l 1 2°C)

2) MMA/5 FM=94/6 (T g =l 07°C)

3) MMA/5 FM =87/1 3 (Tg = l 02°C)

4) MMA/5 FM =80/20 (T g = 97°C、 MMA 64重量。 /。）これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、伹し 4層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用い溶融紡糸を行、 P O Fを作製した。 (共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量。 /。以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 P P m以下であった。この P OFの伝送損失は 1 35 d BZkmであり、 5 Omにおける帯域は 69 OMHzであり、各混合層の厚みはおよそ 1〜 2 μ mであり、 65°C、湿度 9 5%RH、 1000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 21 d B/ kmであった。

<実施例 7 >

単独重合体の屈折率が n d = 1. 569、 T g = 54 °Cのベンジルメタクリレート（B zMA) 、 n d = 1.487、 T g = 1 25 °Cのペンタフルオロフェニノレメタクリレート（PFMA) の 2種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単量体または単量体混合液は以下の 4種類である。

1) B zMA/P FMA = 46/54 (T g = 99 °C)

2) B zMA/P FMA=32/68 (T g =l 07°C)

3) B zMA/P FMA=1 7/83 (T g =l 16°C)

4) P FMA (T g =l 25°C)

これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、但し 4層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用い溶融紡糸を行レ、 P O Fを作製した。 (共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合 ί本中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量％以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 P pm以下であった。

この P OFの伝送損失は 100 d B/ kmであり、 50mにおける帯域は 71 OMHzであり、 P OFの各混合層の厚みはおよそ 1〜2 imであり、 65°C、湿度 95%RH、 1000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 23 d B/ kmであった。

<実施例 8 >

単独重合体の屈折率が n d = 1. 569 , T g = 54 °Cのベンジルメタクリレート（B zMA) 、 n d = 1.492, T g = 1 1 2 °Cのメチルメタクリレート（M MA) 及び、 n d = l.373、結晶融解温度 Tm=92 °Cの 2—パ一フルォロォクチルェチルメタクリレート（1 7 FM) の 3種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単量体または単量体混合液は以下の 5種類である。 1) B zMA/MMA=l 7/83 (T g = 97。C、 MM A 74重量⁰ /o)

2) B zMA/MMA= 8/92 (Tg = 105°C)

3) MM A (T g =l 1 2。C)

4) MMA/ 1 7 FM=98/2 (T g =l 00 °C ) 〔第 1鞘層用〕

5) MMA/1 7 F M= 91/9 (T g = 73。C、 MMA 65重量。/。）

〔第 2鞘層用〕これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、但し 5層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用い溶融紡糸を行レ、 P O Fを作製した。

POFの中心から第 4層目（NA=0.3 1に相当する層）に用いた MMA/ 1 7 FMの共重合ポリマ一に関する伝送損失を測定したところ、 1000 d BZk mであった。（共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量。 /₀以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 p pm以下であった。

この P OFの伝送損失は 1 70 d B/ kmであり、 50mにおける帯域は 76 0 MHzであり、各混合層の厚みはおよそ 1〜2 μιηであり、 65°C、湿度 9 5°/₀RH、 1000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 1 5 d B/kmであった。第 1鞘層の厚さ 10 /zm、屈折率は 1.48、第 2鞘層の厚さは 10 /im、屈折率は 1.45であった。

<実施例 9 >

単独重合 ί本の屈折率が n d = 1. 569 , T g = 54 °Cのベンジルメタクリレート（B zMA) 、 n d = 1.492、 T g = 1 1 2°Cのメチルメタクリレート（M MA) 、及び屈折率が n d = 1.41 5、 Tg = 75。Cの 2， 2, 2—トリフルォロェチルメタクリレート（3 FM) の 3種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単量体または単量体混合液は以下の 3種類である。また、重合時には重合開始剤としてジー t—ブチルバ一オキサイド、連鎖移動剤として n—ォクチルメルカプタン（3000 p p m/単量体）を用いた。

1) B zMA/MMA=l 2/88 (T g = 100。C、 MM A 80重量⁰/。）

2) MMA (T g =l 1 2。C)

3) MMA/ 3 FM=86/14 (T g =l 05°C、 MMA 80重量。 /o) これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、但し紡糸ノズルに供給される（共）重合体の温度を 230°Cとし、 3層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用いて、溶融紡糸を行い P OFを作製した。（共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量。/。以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 p pm以下であった。

この P OFの伝送損失は 1 27 d BZkmであり、 50mにおける帯域は 44 2MH zであり、各混合層の厚みはおよそ 1〜 2 μ mであり、 65。C、湿度 9 5%RH、 1000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 20 d B/k mであった。

く実施例 10 >

実施例 9で用いた 3種類の紡糸原液の他に、鞘層の原料としてエチレン/ク口口トリフルォロエチレン共重合体を 4層の同心円筒状の複合紡糸ノズルに供給したこと以外は実施例 9と同様にして POFを得た。なお、エチレン/クロ口トリフルォロエチレン共重合体は 4層目に供給した。得られた P O Fの曲げ損失特性及び繰り返し屈曲特性は、実施例 9の P O Fに比べて更に向上した。

く実施例 1 1〉

単独重合体の屈折率が n d = 1. 569、 Tg = 54 °Cのベンジルメタクリレート（B zMA) 、 n d = 1.492、 T g =l 1 2。Cのメチルメタクリレ一ト（M MA) 、及び屈折率が n d= 1.4 1 5、 T g = 75°Cの 2， 2, 2—トリフルォロェチルメタクリレート（3 FM) の 3種類の単量体成分を用いて（共）重合体を得た。重合反応に共した単量体または単量体混合液は以下の 5種類である。また、重合時には重合開始剤としてァゾビス（ 2、 4、 4—トリメチルペンタン）、連鎖移動剤として n—プチメルカブタン（3◦ 00 p pmZ単量体）を用いた。

1) B zMA/MMA= 1 2/88 (T g = 100 °C、 MM A 80重量⁰ /₀)

2) B zMA/MMA= 6 94 (Tg = 106°C)

3) MM A (T g =l 1 2°C)

4) 3 FM/MMA= 7/93 (T g =l 08°C) 5) 3 FM/MMA= 14/86 (T g = 1 05 °C、 MMA 80重量⁰ /o) これら各単量体または各単量体混合液を重合し、実施例 1と同様の方法で、但し紡糸ノズルに供給される（共）重合体の温度を 220°Cとし、 5層の同心円筒状の複合紡糸ノズルを用いて、溶融紡糸を行い P OFを作製した。（共）重合体の重量平均分子量は約 8万〜 9万であり、また紡糸ノズル直前における各（共）重合体中の単量体の残存量はいずれも 0. 2重量％以下、連鎖移動剤の残存量はいずれも 1 p p m以下であった。

この P OFの伝送損失は 135 d BZkmであり、 50mにおける帯域は 85 3 MH zであり、各混合層の厚みはおよそ 1〜 2 μ mであり、 65°C、湿度 9 5%RH、 1000時間における湿熱試験での伝送損失の増大は、わずか 20 d B/k mであった。

<実施例 1 2〉

実施例 1 1で用いた 5種類の紡糸原液の他に、鞘層の原料としてエチレンクロロトリフルォロエチレン共重合体を 6層の同心円筒状の複合紡糸ノズルに供給したこと以外は実施例 1 1と同様にして POFを得た。なお、エチレンクロロトリフルォロエチレン共重合体は 6層目に供給した。得られた P OFの曲げ損失特性及び繰り返し屈曲特性が、実施例 1の POFに比べて更に向上した。

く実施例 13、 14 >

実施例 10、実施例 1 2で得られた P O Fにそれぞれ更にポリエチレンを被覆し、直径 2. 2 mmの光ファイバケーブルを得た。得られた光ファイバケ一ブルの耐熱性などの耐環境特性がそれぞれ更に向上した。

<実施例 1 5 >

実施例 1と同様の多層構造を有する 7本の POFを島とする、海島構造の多芯ファイバを製造した。ここでは、実施例 1において、最外周部に配置した MMA を海材として用いた。従って、島の構造は、海材を除くと、実質上、実施例 1のファイバ中心から 4番目までの層によって構成されることになる。この島の平均直径は約 0. 5 mmで、多芯ファイバ全体の直径は、 2.0 mmとした。

この多芯ファイバは伝送損失が 1 90 d BZkmであり、 50mにおける島 1 本あたりの帯域が 0. 9 GH zであった。また、 P OFの各混合層の厚みはおよそ 1〜 3 μ mであった _c

Claims

請求の範囲

1. 2種類以上のビニル型単量体 Ml、 M2、 …及び Mn (nは 2以上の整数）単位からそれぞれ構成される単独重合体 HP 1、 HP 2、 …及び HP n (各単独重合体の屈折率はこの順に低下するものとする）、並びにビニル型単量 ί本 Ml、 M2、 …及び Mn単位から構成される 2元共重合体 C Pの一種以上からなる群より選ばれる、ガラス転移温度（Tg) が 80°C以上の複数の（共）重合体の非混合層を同心円状に積層した多層構造を有し、該多層構造の中心部の屈折率が最も高く、外周部に向かって屈折率が順次低下する屈折率分布型光ファイバ。

2. 2種類のビエル型単量体 M 1及び M 2単位からそれぞれ構成される単独重合体 H P 1及び H P 2、並びにビュル型単量体 M 1及び M 2単位から構成される 2元共重合体 CP 1/2 (共重合組成比と屈折率が異なる複数の 2元共重合体を含む）からなる群より選ばれる複数の（共）重合体の非混合層を同心円状に積層した多層構造を有し、各非混合層間には、隣接する 2つの非混合層を構成する（共）重合体の混合層が形成されている請求項 1に記載の光ファイバ。

3. 3種類のビニル型単量体 M 1、 M 2及び M 3単位からそれぞれ構成される単独重合 ί本 H Ρ 1、 HP 2及び H P 3、並びに、ビエル型単量体 M 1及び M 2単位から構成される 2元共重合体 CP 1 / 2及びビュル型単量体 M 2及び M 3 単位から構成される 2元共重合体 CP 2 3 (それぞれ、共重合組成比と屈折率が異なる複数の 2元共重合体を含む）からなる群より選ばれる複数の（共）重合体の非混合層を同心円状に積層した多層構造を有し、各非混合層間には、隣接する 2つの非混合層を構成する（共）重合体の混合層が形成されている請求項 1に記載の光ファイバ。

4. 単独重合体 H P 1及び HP 2の屈折率の差が、 0.05以上である請求項 2に記載の光ファイバ。

5. 単独重合体 HP 1、 HP 2及び HP 3の屈折率の差が、それぞれ 0. 05以上である請求項 3に記載の光ファイバ。

6. 単量体 Ml力 S、ベンジルメタクリレート、フエノキシェチルメタクリレート、ビュルベンゾェ一ト、フエニルメタクリレート、 1—フエニルェチルメタクリレ一ト、 2—フエニルェチルメタクリレ一ト、スチレン又は α—メチノレスチレンであり、単量体 Μ 2がメチルメタクリレ一トである請求項 2に記載の光フアイバ。

7 . 単量体 M lがメチルメタクリレートであり、単量体 M 2がフッ化アルキル（メタ）ァクリレート又はフッ化アルキル一 α—フルォロアクリレートである請求項 2に記載の光フ了ィバ。

8 . 単量体 M l力；、フッ化アルキル一 α—フルォロアクリレート、 α—フルォロアクリレ一ト、ペンタフルオロフェニルメチルメタクリレート、ペンタフノレオロフェニノレ一 α—フノレオロアクリレ一ト又はペンタフノレオロフェニノレメタクリレートであり、単量体 Μ 2がフッ化アルキル（メタ）ァクリレ一トである請求項 2に記載の光ファイバ。

9 . 単量体 M lがべンジルメタクリレートであり、単量体 M 2が、 ct—フゾレ才ロアクリレ一ト、ペンタフノレ才ロフエニノレメタクリレ一ト、ペンタフノレ才ロフエ二ルー α—フルォロアクリレ一ト又はペンタフルオロフェニルメチルメタクリレートである請求項 2に記載の光ファイバ。

1 0 . 単量体 M l力';、フエノキシェチルメタクリレ一ト、ビエルべンゾエート、フエニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、 1—フエ二/レエチノレメタクリレート、 2—フエニルェチルメタクリレート、スチレン又は α—メチルスチレンであり、単量体 Μ 2がメチルメタクリレ一トであり、単量体 Μ 3が、フッ化アルキル（メタ）アタリレート、フッ化アルキル一 α—フルォロアクリレート、 α一フルォロアクリレ一ト、ペンタフルオロフェニノレ一 a—フルォロアクリレート、ペンタフルオロフェニルメタクリレート又はペンタフルオロフェニルメチルメタクリレートである請求項 3に記載の光ファイバ。

1 1 . 単量体 M lがべンジルメタクリレートであり、単量体 M 2がメチルメタクリレ一トであり、単量体 M 3が、フッ化アルキル（メタ）ァクリレート、フッ化アルキル一 α—フルォロアクリレート、 α—フルォロアクリレート、ペンタフノレオロフェニルー _α—フ /レオロアクリレート、ペンタフノレオ口フエニノレメタクリレート又はペンタフルオロフェニルメチルメタクリレ一トである請求項 3に記載の光：

1 2. 単量体 M2がメチルメタクリレートであり、 2元共重合体 CP 1 2、単独重合体 HP 2、及び、 2元共重合体 CP 2 3の各非混合層を、この順に同心円状に積層した多層構造を有する請求項 3に記載の光ファイバ。

1 3. 各 2元共重合体 CP 1/2及び CP 2 3中の単量体 M 2の含有率が 50重量％以上である請求項 1 2に記載の光ファイバ。

14. 各非混合層を構成する（共）重合体の T gが 95°C以上である請求項 1 2に記載の光ファイバ。

1 5. 隣接する各非混合層間の屈折率差が 0.0 1 6以下であり、各非混合層間には、隣接する 2つの非混合層を構成する（共）重合体の混合層が形成されている請求項 1に記載の光ファイバ。

16. 隣接する 2つの非混合層間の共重合組成比の差が 20モル。 /。以下である請求項 1に記載の光ファイバ。

1 7. 各（共）重合体中の単量体の残存量が 0. 5重量％以下である請求項 1に記載の光ファイバ。

18. 各（共）重合体中の連鎖移動剤の残存量が 1 50 p p m以下である請求項 1に記載の光ファイバ。

1 9. その外周部に一つ又は複数の鞘層をさらに有する請求項 1に記載の光ファイバ。

20. 鞘層を構成する（共）重合体が、テトラフルォロエチレンビニリデンフルオラィド共重合体、エチレンクロロトリフルォロエチレン共重合体、エチレン/ビニルアルコール共重合体及び _α—フルォロアクリレート系重合体からなる群より選択される（共）重合体を含む請求項 1 9に記載の光ファイバ。

21. 鞘層として、第 1鞘層及びその外周部に形成された第 2鞘層を有し、第 1鞘層における以下の式（1) で表される開口数 ΝΑの値が 0.2〜0.35であり、第 1鞘層は伝送損失が 500 d BZkm以上の材料からなる厚さが 5〜5 0 / mの層であり、第 2鞘層における以下の式（1) で表される開口数 NAの値は 0.4〜0.6であり、第 2鞘層は厚さが 5〜 50 μπιの層である請求項 1 9に記載の光ファイバ。

NA= (n₀ ²-n_r ²) 。 ⁵ (1) (但し n。は光ファイバの中心軸の屈折率、 n_rは中心からの動径 rでの屈折率を示す。 )

22. 請求項 1に記載の光ファイバであって、 650 nmにおける伝送損失が 250 d BZkm以下、 5 Omで測定した帯域が 400 MHz以上であり、 65°C95°/。1 ト1の湿熱雰囲気下で1000時間保持した時の伝送損失の増加が 50 d B/ km以下である通信用広帯域光ファイバ。

23. 請求項 1に記載の光ファイバの複数本が、支持体となる重合体中に配置されてなる多芯光ファイバ。

24. 請求項 1に記載の光ファイバの外周部に被覆層が形成されてなる光ファイバケーブル。

25. 請求項 1に記載の光ファイバの複数本が、被覆層により集束されてなる光ファイバケ一ブル。

26. 請求項 23に記載の多芯光ファイバの外周部に被覆層が形成されてなる光ファイバケーブル。

27. 請求項 23に記載の多芯光ファイバの複数本が、被覆層により集束されてなる光フアイバケ一ブル。

28. 請求項 24に記載の何れかの光ファイバケーブルの少なくとも一方の端部にブラグが取り付けられてなるブラグ付き光フアイバゲ一ブル。

29. 請求項 25に記載の何れかの光ファイバケ一ブルの少なくとも一方の端部にブラグが取り付けられてなるブラグ付き光ファィバケ一ブル。

30. 請求項 26に記載の何れかの光ファイバケ一プルの少なくとも一方の端部にブラグが取り付けられてなるブラグ付き光ファィバケーブル。

3 1. 請求項 27に記載の何れかの光ファイバケーブルの少なくとも一方の端部にブラグが取り付けられてなるプラグ付き光フアイバケーブル。