JPH08146233A - プラスチック光ファイバの線引方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、簡便な装置を用いて構造不正のな
いＧＩ型プラスチック光ファイバを製造する生産性の高
い方法を提供することを目的とする。 【構成】 プラスチック光ファイバを加熱溶融して線引
し、プラスチック光ファイバに紡糸する第１のステップ
と、プラスチック光ファイバを所定の温度に冷却する第
２のステッと、第２のステップの終了後にプラスチック
光ファイバを巻き取る第３のステップとを備える。第２
のステップにおける冷却の操作には、液体を媒体として
用いてもよく、気体を媒体として用いてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック光ファイ
バの線引方法に関する。

【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 digit
al 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５に
模式的に示すような階段状の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６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】プラスチック光ファイバの製造方法として
は、特開平４−１２４６０２号公報に開示されるよう
に、まずコア材を所定の径に紡糸し、このように紡糸し
たコア材の上にクラッド材をコーティングにより被覆し
ていくことにより、前記したＳＩ型プラスチック光ファ
イバを作製する方法が知られている。このようなコーテ
ィングを用いて前記したＧＩ型プラスチック光ファイバ
を作製しようとすると、屈折率の高い小さな径のコア中
心部に対して、該コア中心部の表面上に屈折率を少しづ
つ低下させたコーティングを多層にわたって塗布する必
要があり、その製造工程は大変煩雑なものとなる。

【０００６】一方、コアとクラッドとから成るＧＩ型プ
ラスチック光ファイバ母材を加熱溶融により線引きして
ファイバ化する方法を用いた場合には、煩雑な工程を用
いることなく外径の異なる種々のＧＩ型プラスチック光
ファイバを作製することが可能となるという利点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＧＩ型プラス
チック光ファイバ母材を加熱溶融して線引することによ
り得られるプラスチック光ファイバは、その内部に構造
不正が生じやすいという問題があった。この構造不正は
ファイバの伝送損失を低下させ、遂にはクラックを生じ
ることもあった。また、この構造不正の問題は、線引速
度（即ち、生産速度）が高くなるほど顕著になるという
問題もあった。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、簡便な装置を用いて、構造不正のないＧＩ型プ
ラスチック光ファイバを生産性良く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及び作用】本発明者は、構
造不正が生じる原因に対して鋭意検討した結果、プラス
チック光ファイバが線引されて巻き取られた状態から、
コード等への加工のためにこれを繰り出す際に内部に応
力が発生する傾向があることを見出した。本発明者は、
上記知見に基づいて更に検討を重ねた結果、線引の際の
加熱により表面温度が高いままの状態で巻き取られたプ
ラスチック光ファイバが、そのまま自然に冷却される際
にその内部に曲げ歪みを生じ、更には上記応力を発生さ
せる原因となっているとの知見を得た。

【００１０】従って、本発明のプラスチック光ファイバ
の線引方法は、上記知見に基づくものであり、より詳し
くは、プラスチック光ファイバ母材を加熱溶融して、プ
ラスチック光ファイバに線引する第１のステップと、プ
ラスチック光ファイバを所定の温度に冷却する第２のス
テップと、第２のステップが終了した後にプラスチック
光ファイバを巻き取る第３のステップとを備えることを
特徴とする。

【００１１】また、本発明のプラスチック光ファイバの
線引方法は、所定の温度が３０℃以下であることを特徴
としてもよい。

【００１２】また、本発明のプラスチック光ファイバの
線引方法は、第２のステップにおいて、液体を冷却のた
めの媒体として用いて冷却することを特徴としてもよ
く、この液体が液体窒素であることを特徴としてもよ
い。

【００１３】また、本発明のプラスチック光ファイバの
線引方法は、第２のステップにおいて、気体を冷却のた
めの媒体として用いることを特徴といてもよく、この気
体がヘリウムガスであることを特徴としてもよい。

【００１４】また、本発明のプラスチック光ファイバの
線引方法は、プラスチック光ファイバのコア部が、中心
から外側に向かって漸次降下するグレーデッドインデッ
クス型の屈折率分布を有することを特徴としてもよい。

【００１５】本発明のプラスチック光ファイバの線引方
法によれば、巻き取りに先立ち、線引の際に加熱されて
温度の高くなったプラスチック光ファイバを冷却するこ
とにより、プラスチック光ファイバは常温に比較的近い
温度で巻き取られるため、構造不正の原因となる曲げ歪
みを内部に持つことがない。

【００１６】尚、本発明においては、「巻き取る」と
は、保管等の目的で、線引されたプラスチック光ファイ
バを変形した（曲げた）状態に保持することをいう。

【００１７】以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本
発明を詳細に説明する。以下の図面においては、一部重
複する要素には同一ないし類似した符号を付すること
し、該図面に関する記載においては、重複する説明は省
略する。

【００１８】（プラスチック光ファイバ母材）図１は、
本発明のプラスチック光ファイバ母材１の構成の一態様
を示す模式斜視図である。図１を参照して、光ファイバ
母材１は、コア２と、該コア２より低い屈折率を有する
クラッド３とからなる。

【００１９】（光ファイバ母材の製造方法）本発明の線
引方法に好適に用いることができる光ファイバ母材１の
製造方法については、既知の成型材料による押し出し法
等、あらゆる方法を特に制限なく用いることが可能であ
るが、光ファイバ母材１がＧＩ型の屈折率分布を有する
母材である場合、該母材は、例えばクラッド部３に対応
するプラスチック製中空回転体中で、屈折率調整剤と、
コア形成用のモノマーとを少なくとも含む組成物を重合
させて形成することができる。

【００２０】このようなコア形成用の重合反応において
は、上記コア用モノマー由来のオリゴマーまたはポリマ
ー中における粘度上昇により、連鎖担体（chain carrie
r ；例えば、ポリマー成長ラジカル）の拡散が阻害され
る、いわゆる「ゲル効果」に基づき、上記コア用モノマ
ーが優先的に重合に供されるため、屈折率が低いポリマ
ーが先に（コア中心部から見て、より外部に）生成し、
図６に示すようなＧＩ型屈折率分布を有するコア部２を
得ることが可能となる。すなわち、ゲル効果によって、
コアの重合はコア、クラッド界面から中心に向かって進
むが、この際、屈折率調整剤はモノマーよりも分子サイ
ズが大きいために中心に集まることとなり、これに基づ
きＧＩ型の屈折率分布が形成される。

【００２１】このようなコア形成用の重合反応において
は、光ファイバ母材１を形成するに際して、コア形成反
応に用いるべき「クラッド部３」は、コア部２とは別に
用意してもよく、また、それ自体を重合により得てもよ
い。クラッドを重合により形成する場合、上記したコア
形成反応は該クラッド形成反応と別個に行ってもよく、
クラッド形成反応と連続して行ってもよい。

【００２２】このようなコア形成用の重合反応において
は、該クラッド部３は、例えば、中空の回転体形状を有
する容器内で重合反応を行うことにより得ることが可能
である。

【００２３】次に、このようなコア形成用の重合反応に
おいて、クラッド３およびコア２をともに重合により形
成する場合に使用可能な方法には、例えば以下に述べる
ような方法がある。

【００２４】まず最初に中空の円筒体（例えばガラス容
器）の中でクラッドを重合により形成する。より具体的
には、該中空円筒体の中に、クラッドを構成するモノマ
ーと重合開始剤とを少なくとも含むクラッド形成用組成
物を注入し、中空円筒体を回転させつつクラッドを形成
させる。

【００２５】次いで、上記重合により形成した管状のク
ラッドを上記中空円筒体状の容器から取り出し、該クラ
ッド中に、少なくともコア形成用のモノマーと屈折率調
整剤と重合開始剤とを含むコア形成用組成物を注入して
コア重合を行う。

【００２６】（クラッド用重合体）本発明の線引方法に
用いることのできる母材に関して、上記クラッド３を構
成すべき重合体Ａ（屈折率：Ｎ_a ）に関しては、母材の
製造方法に関わらず、公知の透明な重合体を特に制限な
く使用することが可能であるが、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：ＰＭ
ＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、例えば、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するポリカーボ
ネート；あるいは、メタクリル酸またはメタクリル酸メ
チルと他の単量体との透明な共重合体が使用可能であ
る。このような「他の単量体」としては、例えば、単官
能の（メタ）アクリレート類、フッ素化アルキル（メ
タ）アクリレート類、多官能（メタ）アクリレート類、
アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル系単量体；スチ
レン、クロロスチレン等のスチレン系単量体ないしこれ
らの塩化物等が好適に使用可能である。

【００２７】上記した重合体の中でも、ポリメタクリル
酸メチル（屈折率ｎ＝1.４９０）、又はポリカーボネー
ト（特に、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
り生成するポリカーボネート（ｎ＝1.５９））が特に好
適に使用可能である。

【００２８】（コア用重合体）本発明の線引方法に用い
ることのできる母材に関し、上記コア２を構成すべき重
合体Ｂ（屈折率：Ｎ_b ）としては、上記クラッド用重合
体と同様に、母材の製造方法に関わらず、公知の透明な
重合体を特に制限なく使用することが可能であるが、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：ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、例えば、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
により生成するポリカーボネート、；あるいは、メタク
リル酸またはメタクリル酸メチル他の単量体との透明な
共重合体が使用可能である。このような「他の単量体」
としては、例えば、単官能の（メタ）アクリル酸類、フ
ッ素化アルキル（メタ）アクリレート類、多官能（メ
タ）アクリル酸類、アクリル酸、メタクリル酸等のアク
リル系単量体；スチレン、クロロスチレン等のスチレン
系単量体ないしこれらの塩化物等が好適に使用可能であ
る。

【００２９】上記した重合体の中でも、ポリメタクリル
酸メチル（屈折率ｎ＝1.４９）、又はポリカーボネート
（ｎ＝1.５９）（特に、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するポリカーボネート）が特に好適
に使用可能である。

【００３０】（屈折率調整剤）本発明の線引方法に用い
ることのできる母材に関し、上記した重合体Ｂの屈折率
（Ｎ_b ）を変化させる物質（屈折率調整剤）としては、
該重合体の屈折率と異なる屈折率（Ｎ_c ）を有する材料
を特に制限なく使用可能である。

【００３１】所望の屈折率分布を与え、且つ、上記重合
体Ｂと安定に共存することが可能である限り、屈折率調
整剤の分子量は特に制限されない。また、該屈折率調整
剤自体が重合性の官能基（例えば、ビニル基ＣＨ₂ ＝Ｃ
Ｈ−等の不飽和重合性基）を有していてもよい。すなわ
ち、屈折率調整剤は単量体ないしは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。

【００３２】本発明において、上記重合体Ｂをポリメタ
クリル酸メチル（ＰＭＭＡ）（Ｎ_a＝ｎ＝1.４９）とし
た場合に、該重合体Ｂとの組合せにおいて好適に使用可
能な屈折率調整剤の具体例としては、例えばフタル酸ブ
チルベンジルエステル（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
息香酸ベンジル、トリフェニルフォスフェート、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＝1.５１
８）、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート
（ｎ＝１．３６１）、酢酸ヘキシル（ｎ＝１．４０
８）、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）等を例示することができ
る。上記した具体例中、安息香酸ビニル、ベンジルメタ
クリレート、フタル酸ジアリル及び２，２，２−トリフ
ルオロエチルメタクリレートは重合性の官能基を有する
屈折率調整剤である。好適なＧＩ型屈折率分布を形成可
能である限り、屈折率調整剤の使用量は特に制限されな
い。

【００３３】本発明においては、光ファイバ母材１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１のコア２とクラッド３とを
構成する高分子の、ＧＰＣ（gel permeation chromatog
raphy ）による重量平均分子量が、１０, ０００以上３
００, ０００以下であることが好ましく、更には３０,
０００以上２５０, ０００以下（更には５０, ０００以
上２００, ０００以下）であることが好ましい。

【００３４】光ファイバ母材１のコア２とクラッド３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。

【００３５】（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０．１
ｍｇ／ｍｌ程度のＴＨＦ溶液とする。

【００３６】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Ｇ
ＰＣ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。

【００３７】ＧＰＣ装置：東ソー社製、商品名：HLC-80
20 ＧＰＣカラム：東ソー社製、商品名：TSK gel 4000HXL TSK gel 2500HXL TSK gel 2000HXL(３本連結)（内径７．８ｍｍ×長さ３
００ｍｍ（１本当たり）） カラム槽温度：４０℃ 移動相：ＴＨＦ 流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ 検出器：ＲＩ（屈折率） データ処理装置：東ソー社製、商品名：CP-8000 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１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２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３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２またはクラッ
ド３の重量平均分子量も、上記した母材１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。

【００３８】光ファイバ母材１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。

【００３９】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２および／又
はクラッド３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。

【００４０】（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。

【００４１】（線引の好ましい態様）本発明に好適に使
用可能な線引装置を示す図２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。

【００４２】図２によれば、この態様のプラスチック光
ファイバの線引装置１０は、線引炉１２と、冷却手段１
４と、温度検出手段１６と、外径モニタ１８と、巻き取
り手段１９とから構成される。

【００４３】線引炉１２は、金属製のカバー２０と、該
カバー２０の上下にそれぞれ配置された上部円筒２８と
下部円筒３２とからなるハウジングを有する。線引炉１
２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２２と、該炉芯管２２の外側に配置されたヒー
タ２４と含む。

【００４４】上記構成を有する線引装置１０を用いて円
筒形状のプラスチック光ファイバ母材２６を線引する場
合、該母材２６は、後述するネックダウン部２７を与え
るべきその先端部分を下にして、上部円筒２８から下方
へ向かうように炉芯管２２の内側に挿入され、線引炉１
２内に配置される。

【００４５】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１９により巻き取られることによ
り、図２に示すように、光ファイバ母材２６は、上記落
下および巻取によって生じたネックダウン部２７を下に
して、線引炉１２内に配置されていることとなる。

【００４６】上記プラスチック光ファイバ母材２６は、
通常はカバー２０に完全に包囲されず、一部が上部円筒
２８の上方に突き出たまま残った状態となっている。線
引炉１２内の気密性を保つために、上部円筒２８の上面
は、プラスチック光ファイバ母材２６の外径とほぼ同等
の大きさの穴を有するリング３０により、シールされて
いる。一方、下部円筒３２の下面には、金属製のシャッ
ター３４が備えられており、該シャッター３４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（図示せず）が設けられている。

【００４７】上記した図２の線引装置を用いた場合、プ
ラスチック光ファイバ母材２６はヒータ２４によって加
熱され、一方、不活性なガスは、リング３０を通過して
線引炉１２内へ供給され、炉芯管２２内部を流れ母材２
６と接触する。加熱されて溶融した母材２６は、所定の
速度で紡糸されてプラスチック光ファイバ３８となり、
上記シャッター３４の開口部を通過する。そして、ファ
イバ３８は冷却手段１４に導入されて冷却される。ファ
イバ３８の表面温度が所定の温度まで冷却されているこ
とは、温度検出手段１６によって監視される。温度検出
手段１６を出たファイバ３８は、外径モニタ１８を通過
してその外径が測定された後、巻き取り手段１９に巻き
取られる。

【００４８】（冷却手段の好ましい態様）図２に示され
る冷却手段は、液体を冷却のための媒体として用いる態
様であってもよく、又は、気体を冷却のための媒体とし
て用いる態様であってもよい。また、温度検出手段は、
線引のラインにおいて線引炉と巻き取り手段との間であ
ればどこに配置してもよい。図３（ａ）は液体を用いる
態様における好ましい冷却装置の一例の斜視図であり、
図３（ｂ）は気体を用いる態様における好ましい冷却方
法の一例を示す図である。

【００４９】冷却のための媒体として液体を用いる態様
の場合は、好適には、図３（ａ）に示される冷却装置５
０を用いてもよい。図３（ｂ）に示されるように、冷却
装置５０は、冷却媒体としての液体を矢印７６のように
導入するための導入管７３と、液体を矢印７７のように
排出するための排出管７４とを備え、ファイバ３８を導
入するための開口７５を有する。開口７５より導入され
たファイバ３８は、冷却装置５０の内部で冷却のための
液体と直接接触して冷却される。このような液体を用い
る態様においては、使いやすさの点から、冷却のための
媒体としては液体窒素が好ましく用いられる。

【００５０】冷却のための媒体として気体を用いる態様
においては、好適には、図３（ｂ）に示されるように、
ボンベ７８から噴射される気体（７９で示される）を直
接ファイバ３８と接触させて冷却する方法が好ましい。
この際、更に好ましくは、気体７９はファイバ３８の進
行方向とは逆の向きに噴射される。このような気体を用
いる態様においては、使いやすさの点から、冷却のため
の媒体としてはヘリウムガスが好ましく用いられる。

【００５１】これら冷却手段により、プラスチック光フ
ァイバは３０℃以下の温度に冷却され、好適には２７℃
以下の温度に冷却され、更に好適には２５℃以下の温度
に冷却される。尚、この温度は、以下に説明する温度検
出手段により検出される温度であってもよい。

【００５２】（温度検出手段の好ましい態様）図４は、
本発明に好適に使用可能な温度検出手段の一例である非
接触式温度センサの外観図である。本発明において、フ
ァイバが冷却手段により所望の温度にまで冷却されてい
ることを監視するための温度検出手段は、線引工程を妨
害しないものである限り、公知の温度検出手段を特に制
限なく用いることができるが、線引工程に影響を与えな
い点からは、非接触式の温度センサが好ましく用いられ
る。このような温度センサには、図４に示されるよう
に、中央にファイバを通す開口が設けられた非接触式温
度センサ６９が用いられてもよい。従って、このような
温度検出手段によれば、プラスチック光ファイバの表面
の温度を検出することが可能である。また、温度検出手
段によるプラスチック光ファイバの温度の測定は、冷却
手段から巻き取りまでの間であればいずれの地点で行わ
れてもよい。

【００５３】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。

【００５４】

【実施例】

（光ファイバ母材の作製）中空円筒形状のガラス管（外
径：１７ｍｍ、内径：１５ｍｍ、長さ：４００ｍｍ）を
用意し、水平に保持した該ガラス管中に、クラッド形成
用モノマーたるメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）に重合開
始剤たる過酸化ベンゾイルを０．１重量％を添加して注
入し、ガラス管の両端をビニールテープでシールした。
次いで、該ガラス管を約４０００ｒｐｍで回転させなが
ら、７０℃で１２時間加熱を行い、上記モノマーを重合
させてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなるク
ラッドを形成した。

【００５５】上記で形成したクラッド外側の上記ガラス
管を壊して取り除いた後、得られたクラッド管を水平に
保持し、該クラッド管の中に、メタクリル酸メチル１０
０重量部に対し屈折率調整剤たるフタル酸ジブチルベン
ジルエステル２５重量部添加した混合液に、重合開始剤
たる過酸化ベンゾイルを該混合液中のメタクリル酸メチ
ルに対して０．１重量％を添加して注入し、ビニールテ
ープでシールドした後、約１０００ｒｐｍで回転させな
がら、７０℃で１２時間加熱を行い、上記モノマーを重
合させてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）からなる
コアを形成して、ＧＩ型プラスチック光ファイバ母材
（外径１５ｍｍ、コア径１２ｍｍ、長さ３５０ｍｍ）を
得た。このようにして作製され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分析結果に基づき光ファイバ母材の重量平均分子
量を求めたところ、該分子量は１００, ０００であっ
た。

【００５６】上記で得られたＧＩ型プラスチック光ファ
イバ母材の半径方向に対する光屈折率分布を、ＮＦＰ法
（測定装置：ヨーク社製、商品名：ＦＣＭ−１０００）
により測定したところ、図６のグラフに示すようなＧＩ
型の屈折率分布が得られた。図６に示すように、得られ
た母材の屈折率に関しては、コア部の屈折率が中心部で
最大であり、外側になるに従いほぼ連続的に屈折率が減
少していた。尚、この方法により作製された母材は、以
下の全ての実施例及び全ての比較例において使用され
る。

【００５７】（実施例１）プラスチック光ファイバを線
引し、次いで液体窒素で冷却した後に巻き取った。

【００５８】以下、図２及び図３（ａ）を参照して説明
する。本実施例においては、線引装置には図２に示され
る線引装置１０を用い、この中の冷却手段１４には、図
３（ａ）に示される液体を用いるための冷却装置５０を
用いた。

【００５９】本実施例では、次のようにプラスチック光
ファイバを作製した。まず、上述のように製造されたプ
ラスチック光ファイバ母材２６を、図２に示される線引
装置１０のカバー２０内に包含される炉心管２２の内部
に挿入し、不活性なガスを炉心管内に流通させつつヒー
タ２４により加熱した。炉心管２２内の溶融加熱のため
の温度が２２０℃に安定した後、線形中心値を６５０μ
ｍとして、１０ｍ／ｍｉｎ．の線引速度で、母材２６の
線引を開始した。

【００６０】本実施例の冷却手段１４である冷却装置５
０には、導入管７３を通じて液体窒素が導入され、冷却
装置５０内を通って排出管７４から排出されていた。上
記の線引されたプラスチック光ファイバは、開口７５を
通って冷却装置５０に導入され、その内部で液体窒素と
接触して冷却された。

【００６１】冷却装置５０にて冷却がなされた後、ファ
イバ３８は非接触式の温度センサを具備した温度検出手
段１６に導入された。本実施例では、温度検出手段１６
として、図４に示されるような非接触式の温度センサ６
９（商品名：ＴＨ−ＢＭ型、東京精工社製、以下の全て
の実施例及び比較例においてこの温度センサを用いてフ
ァイバの表面温度を検出する）を用いて、ファイバの表
面温度を測定した。本実施例において、温度検出手段１
６により検出されたプラスチック光ファイバの表面の温
度は、２５℃であった。

【００６２】以上のように表面温度が２５℃に冷却され
たプラスチック光ファイバは、外径モニタ１８を通っ
て、巻き取り手段１９により巻き取られた。本実施例で
は、巻き取り手段として、直径３００ｍｍの円筒状のド
ラムを用い、線引されたファイバはこのドラムの円筒側
面上に巻付けられた。このドラムは、以下全ての実施例
及び比較例において巻き取り手段として使用される。

【００６３】以上のように線引されたプラスチック光フ
ァイバの伝送損失は、カットバック法（装置名：ＡＱ−
６３１５Ｂ、安藤電気社製）により、波長６５０ｎｍに
関して測定された。伝送損失の測定は、次のように２つ
の形態において実施された； （ｉ）プラスチック光ファイバが巻き取り手段１９に巻
付けられた状態での測定；（ｉｉ）プラスチック光ファ
イバを繰り出した（即ち、巻付けた状態からまっすぐに
伸ばした）状態で、ファイバを束にしての測定；を行っ
た。尚、この様な２つの形態での伝送損失の測定は、以
下の全ての実施例及び比較例においても同様に行われ
た。本実施例では、巻付けられた状態での伝送損失は２
００ｄＢ／ｋｍであり、繰り出した束状態での測定では
伝送損失は２１０ｄＢ／ｋｍであった。

【００６４】（実施例２）上述のプラスチック光ファイ
バ母材を実施例１と同一の線引装置に挿入し、加熱溶融
温度を２１０℃とした以外は実施例１と同じ線引炉及び
条件を用いてプラスチック光ファイバの線引を行い、次
いでこのプラスチック光ファイバを、ヘリウムガスで冷
却した後に実施例１と同じドラム１９に巻き取った。

【００６５】本実施例では、図２に示される冷却手段１
４として、図３（ｂ）に示されるようにヘリウムガスを
充填したボンベ７８からヘリウムガスをファイバ３８に
直接吹きかける方法を用いた。本実施例では、ヘリウム
ガスにより冷却された後に温度検出手段１６により検出
されたファイバの表面温度は、２７℃であった。

【００６６】本実施例においても、実施例１と同じく２
つの形態での伝送損失の測定が行われた。本実施例で得
られたプラスチック光ファイバに関して波長６５０ｎｍ
に対する伝送損失は、（ｉ）巻付けた状態では１９０ｄ
Ｂ／ｋｍ、（ｉｉ）ファイバを繰り出して束状態では２
１０ｄＢ／ｋｍであった。

【００６７】（実施例３）上述のプラスチック光ファイ
バ母材を実施例１と同一の線引装置に挿入し、線引速度
を２０ｍ／ｍｉｎ．とした以外は実施例１と同じ線引炉
及び条件を用いてプラスチック光ファイバの線引を行
い、次いで図２に示される冷却手段１４に冷却装置５０
を用い冷却のための媒体に液体窒素を用いて、このプラ
スチック光ファイバを冷却した後に実施例１と同じドラ
ム１９に巻き取った。本実施例では、冷却手段１４での
液体窒素による冷却の後に、温度検出手段１６により検
出されたファイバの表面温度は、２９℃であった。

【００６８】本実施例においても、実施例１と同じく２
つの形態での伝送損失の測定が行われた。本実施例で得
られたプラスチック光ファイバに関して波長６５０ｎｍ
に対する伝送損失は、（ｉ）巻付けた状態では１８０ｄ
Ｂ／ｋｍ、（ｉｉ）ファイバを繰り出して束状態では２
００ｄＢ／ｋｍであった。

【００６９】（比較例１〜３）本発明に従って実施され
た上記実施例との比較により巻き取り前の冷却の効果を
明らかにする目的で、以下のように比較例１〜３の３種
類の比較例を行った。

【００７０】実施例１と同じ線引条件で線引されたプラ
スチック光ファイバを、線引炉から出た後に冷却せずに
実施例１と同じドラム（巻き取り手段）に巻き取った例
を比較例１とした。

【００７１】また、本発明における巻き取り前の冷却の
効果を更に明らかにするため、本発明の目的の一つでも
ある生産性の高さを考慮せず、自然にファイバが冷えた
後に巻き取った２つの例を実施した。冷却手段を備えな
い点以外は実施例１の装置と同じ装置を用い、線引炉を
出てから巻き取られるまでに自然にファイバが冷えるよ
うに大変低い線引速度（２ｍ／ｍｉｎ．）に設定した他
は実施例１と同一の条件で線引を行い、巻き取りの前に
冷却手段による冷却を行わなず実施例１と同じドラムに
巻き取った例を比較例２とした。この比較例２の場合
は、実施例１〜３と比較すれば生産性が著しく低い。ま
た、比較例２の装置と同じ構成であるが、線引炉を出て
から巻き取られるまでに自然にファイバが冷えるよう
に、線引炉から巻き取りまでの距離を比較例２の場合の
２倍（即ち、実施例１〜３の場合の２倍）にした装置を
用い、操作条件を実施例１と同一にして、巻き取りの前
に冷却手段による冷却を行わなず実施例１と同じドラム
に巻き取った例を比較例３とした。この比較例３の場合
は、実施例１〜３と比較すれば線引装置のラインがかな
り大きくなる。

【００７２】各比較例において得られたプラスチック光
ファイバの伝送損失の測定についても、実施例１〜３と
同じく（ｉ）巻き取り手段に巻付けた状態での測定、
（ｉｉ）巻き取り手段からファイバを繰り出し束状態で
の測定、の２つの形態で行った。

【００７３】比較例１では、巻き取り手段の前に設けら
れた温度検出手段により測定されたプラスチック光ファ
イバの表面温度は３５℃であり、得られたプラスチック
光ファイバの伝送損失は、（ｉ）巻付けた状態では２２
０ｄＢ／ｋｍ、（ｉｉ）ファイバを繰り出して束状態で
は３００ｄＢ／ｋｍであった。

【００７４】比較例２及び比較例３に関して巻き取り手
段の前に設けられた温度検出手段により測定されたプラ
スチック光ファイバの表面温度は、比較例２では３０
℃、比較例３では３０℃であった。比較例２で得られた
プラスチック光ファイバの伝送損失は、（ｉ）巻付けた
状態では２００ｄＢ／ｋｍ、（ｉｉ）ファイバを繰り出
して束状態では２１０ｄＢ／ｋｍであった。また、比較
例３で得られたプラスチック光ファイバの伝送損失は、
（ｉ）巻付けた状態では２２０ｄＢ／ｋｍ、（ｉｉ）フ
ァイバを繰り出して束状態では２１０ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００７５】実施例１及び２と比較例１とを比較すれ
ば、冷却手段による冷却を行ったか否かという点以外全
く同一の条件で線引を行ったこれら３つの例における伝
送損失の結果から明らかなように、巻き取り手段の前に
冷却手段を置いて線引されたプラスチック光ファイバを
冷却することにより、巻き取り手段に巻き取られたプラ
スチック光ファイバを繰り出した場合に生じていた構造
不正による伝送損失の悪化が抑制されたことが示され
た。

【００７６】また、実施例１及び実施例３と比較例２及
び比較例３との比較からも明らかなように、本発明に従
って、巻き取り手段の前に冷却手段を置いて線引された
プラスチック光ファイバを冷却することにより、生産性
を低下させることや装置の大型化の必要がなく、巻き取
り手段に巻き取られたプラスチック光ファイバを繰り出
した場合に生じていた構造不正による伝送損失の悪化が
抑制されたことが示された。本発明に従った実施例３で
は、生産性を高めた場合でも構造不正による伝送損失の
悪化は抑制されたことが示された。

【００７７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のプ
ラスチック光ファイバの線引方法によれば、線引された
プラスチック光ファイバを保管等のために巻き取る以前
にプラスチック光ファイバを冷却する操作を含むため、
簡便な装置を用いて構造不正のないＧＩ型プラスチック
光ファイバを製造する生産性の高い方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバ母材の一態様を示す模式斜視図である。

【図２】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバの線引装置の断面図である。

【図３】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバの線引装置の冷却手段を表す図であり、（ａ）は冷
却媒体に液体を用いる場合の冷却手段の斜視図、（ｂ）
は冷却媒体に気体を用いる場合の冷却手段の斜視図であ
る。

【図４】本発明に好適に使用可能なプラスチック光ファ
イバの線引装置の温度検出手段の斜視図である。

【図５】ステップインデックス（ＳＩ）型ファイバの屈
折率分布を表すグラフである。

【図６】グレーデッドインデックス（ＧＩ）型ファイバ
の屈折率分布を表すグラフである。

【符号の説明】

１，２６…母材、２…コア部、３…クラッド部、１０…
線引装置、１２…線引炉、１４…冷却手段、１６…温度
検出手段、１８…外径モニタ、１９…巻き取り、２０…
カバー、２２…炉心管、２４…ヒータ、２７…ネックダ
ウン、２８…上部円筒、２９…矢印、３０…リング、３
２…下部円筒、３４…シャッター、３８…プラスチック
光ファイバ、５０…冷却装置、６９…温度センサ、７３
…導入管、７４…排出管、７５…開口、７６，７７…矢
印、７８…ボンべ、７９…ガス。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コア部と、該コア部の中心部より低い屈
   折率を有するクラッド部とを含むプラスチック光ファイ
   バ母材を線引する方法であって、 前記プラスチック光ファイバ母材を加熱溶融して、プラ
   スチック光ファイバに線引する第１のステップと、 前記プラスチック光ファイバを所定の温度に冷却する第
   ２のステップと、 前記第２のステップが終了した後に前記プラスチック光
   ファイバを巻き取る第３のステップとを備えることを特
   徴とするプラスチック光ファイバの線引方法。
2. 【請求項２】 前記所定の温度が３０℃以下であること
   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
   の線引方法。
3. 【請求項３】 前記第２のステップにおいて、液体を冷
   却のための媒体として用いて冷却することを特徴とする
   請求項１に記載のプラスチック光ファイバの線引方法。
4. 【請求項４】 前記液体が液体窒素であることを特徴と
   する請求項３に記載のプラスチック光ファイバの線引方
   法。
5. 【請求項５】 前記第２のステップにおいて、気体を冷
   却のための媒体として用いる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の線引方法。
6. 【請求項６】 前記気体がヘリウムガスであることを特
   徴とする請求項５に記載のプラスチック光ファイバの線
   引方法。
7. 【請求項７】 前記プラスチック光ファイバのコア部
   が、中心から外側に向かって漸次降下するグレーデッド
   インデックス型の屈折率分布を有することを特徴とする
   請求項１に記載のプラスチック光ファイバの線引方法。