JPH08262240A - プラスチック光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、滑らかな屈折率分布をもつ伝送特
性の優れた大型のプラスチック光ファイバ母材を生産性
よく容易に製造する方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明に製造方法によれば、円管状のクラッ
ド部の内側で、非重合性の屈折率上昇剤をモノマーと一
緒に重合させることにより、コア部外側から内側中心に
向って漸次上昇するなめらかな屈折率分布をもつコア部
を有する、伝送特性の優れた大型のプラスチック光ファ
イバ母材を製造する。

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 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、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、半径方向に連続的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】一般的には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、ファイバを簡便に製造できる。

【０００６】そして、このようなファイバを製造する方
法としては、（１）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して形成させる方法
（例えば、特開平２−１６５０４）、母材を製造する方
法としては、（２）重合体からなる円管内にモノマー、
重合性の屈折率上昇剤及び重合開始剤からなる混合物を
充填し、加熱重合する方法（例えば、特開平４−９７３
０２）及び（３）重合体からなる円筒状クラッド部の内
部で該クラッド部を形成する重合体と異なる屈折率を有
するコア部を形成するようなモノマー及び重合開始剤混
合物を滴下しながら加熱重合する手法（例えば、特開平
５−１８１０２３及び特開平６−１９４５３０号公報）
が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１）の
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、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ファイバを作製することが困難で
ある。

【０００８】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
には拡散に時間がかかり、その結果、生産性が損なわれ
る。

【０００９】また上記（２）の方法においては、高屈折
率化合物として重合性のものを用いており、この場合
は、上記重合反応中においてブロック重合等を起こしや
すくなり、その結果ミクロに不均一となりやすく、光フ
ァイバの伝送損失が高くなってしまうという欠点が考え
られる。

【００１０】さらに上記（３）の方法では、上記（２）
と同様に光ファイバの伝送損失が高くなってしまうとい
う欠点が考えられる。

【００１１】従って、本発明は上記の欠点を改良し、滑
らかな屈折率分布を有し、伝送損失においても優れてい
る大型の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ものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第一
は、中空の略円筒形状のポリマーからなるクラッド部を
長手方向に略垂直に保持して、クラッド円筒内部で、ク
ラッド部を形成するポリマーの屈折率より高い屈折率を
有する屈折率上昇剤をモノマーに添加したモノマー屈折
率上昇剤混合液を重合させコア部を形成する。

【００１３】上記の手法においては、ラジカル重合法で
知られているいわゆるゲル効果を利用したものであり、
連続的に滑らかに屈折率が変化するコア部を形成可能と
なり、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。

【００１４】ここでゲル効果とは、モノマーが重合する
際、モノマー液の粘度が上昇しゲル状態になると成長ポ
リマーラジカルはその分子量が大であるために該ゲル中
の拡散が困難になり、その結果ラジカル反応における停
止反応としての成長ポリマーラジカル同士の２分子停止
反応は進行し難く、重合速度が増大することになる。

【００１５】すなわち本発明においては重合反応がクラ
ッド部の界面部分から進行し内側に向かって重合反応が
進行することになる。

【００１６】さらに、上記の重合反応が進行中において
は、ゲル状態のポリマーに対してモノマー分子の方が屈
折率上昇剤よりも親和性が高く（分子サイズ、分子の分
極性等による）その結果共存する屈折率上昇剤が母材中
心に向かって漸次排出され濃縮されることになり、その
結果連続的に滑らかに屈折率が変化するコア部を形成す
ることが可能となる。

【００１７】また本発明の第２は、上記クラッド部を、
中空の略円筒形状の容器内で、上記容器を長手軸方向に
略水平に保持し、さらに長手軸方向を中心に回転させな
がら、上記クラッド部を構成するモノマーを重合するこ
とにより上記容器の内側壁に形成するものである。

【００１８】さらに本発明の第３は、上記コア部を形成
する際に、上記クラッド部を長手方向に略垂直に保持
し、かつ長手軸方向を中心に回転させながら形成するこ
とにより連続的に極めて滑らかに屈折率が変化するコア
部を形成することが可能となり、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。

【００１９】すなわち、上記の回転によって、クラッド
表面から光ファイバ母材の中心へと進行する重合反応に
伴う屈折率上昇剤の分布のばらつきを減少させ連続的に
極めて滑らかに屈折率が変化するコア部を形成すること
を可能とする。

【００２０】さらに本発明の第４は、屈折率上昇剤とし
て、特に非重合性である屈折率上昇剤を使用することに
より、伝送損失においても極めて優れている大型のプラ
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
とが可能となる。

【００２１】すなわち、屈折率上昇剤として非重合性の
ものを使用することにより、屈折率上昇剤として重合性
のものを使用した場合に比較して、コア部重合反応中の
ブロック重合等に起因すると考えられるコア形成ポリマ
の透明性の低下等を避けることが可能となり、その結果
光ファイバの伝送損失を極めて効率良く抑制することが
可能となる。

【００２２】以下、本発明を更に詳しく説明する。

【００２３】（クラッド部重合体）本発明のクラッド部
として使用され得る重合体は、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（１）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）、及び（２）メタクリル酸メチルと、単官能性（メ
タ）アクリル酸のアルキルエステル類及びフッ素化アル
キルエステル類、多官能性の（メタ）アクリル酸のアル
キルエステル類及びフッ素化アルキルエステル類、アク
リル酸またはメタクリル酸等のアクリル酸類、スチレ
ン、アルキル化スチレン類、スチレンの塩化物等のモノ
マー（単量体）との共重合体等が好ましく使用可能であ
る。特に好ましくはポリメタクリル酸メチルが使用可能
である。

【００２４】（屈折率上昇剤）本発明では、屈折率上昇
剤とは、コア部形成のためモノマーに混合して重合させ
た際、モノマーのみの重合物の屈折率よりも高い屈折率
を与えるものをいう。

【００２５】本発明において、所望の屈折率分布を与
え、且つ上記重合物（ポリマー）と安定に共存すること
が可能である限り、屈折率上昇剤は特に制限されない。

【００２６】コア部を形成するポリマーがポリメタクリ
ル酸メチル（屈折率ｎ＝１．４９０）の場合、好適には
以下に挙げるような屈折率上昇剤を添加したメタクリル
酸メチルモノマーが用いられる。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）。

【００２７】（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 permeati
on chromatography ）による重量平均分子量が、１００
００以上３０００００以下であることが好ましく、更に
は３００００以上２５００００以下（特に５００００以
上２０００００以下）であることが好ましい。

【００２８】ここで、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。

【００２９】（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。

【００３０】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。

【００３１】 ＧＰＣ装置：東ソー社製、商品名：HLC-8020 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３００ｍｍ（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、１
００００以上２０００００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、１００００以上３０００００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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】（重合反応）本発明において、重合開始剤
は特に制限されない。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開
始剤が用いられる。 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。

【００３５】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
泡、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得るが、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。

【００３６】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０．０
５〜０．１５重量％程度）であればよい。

【００３７】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。

【００３８】尚、本発明においては、上記の熱エネルギ
ーによるラジカル反応開始剤を用いた重合以外にも、光
エネルギーによるラジカル反応開始剤を用いた重合等も
使用可能である。

【００３９】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１００００〜３００００
０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。

【００４０】（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反応容器（モールド）を一体で略水
平または略垂直に保持しながら回転させることが可能
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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】反応容器（モールド） クラッド部及びコア部の製造に用いられるモールドは、
中空の円筒形状容器であればよく、ガラス、ステンレス
スチール等様々な材料が使用可能である。

【００４４】（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。

【００４５】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６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。

【００４６】図６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。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９
２８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。

【００４７】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９２
７を与えるべきその先端部分を下にして、上部円筒９２
８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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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９
３４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。

【００５１】（伝送損失の測定法）本発明において使用
される伝送損失の測定法はいわゆる透過光法でも後方散
乱法でも好適に使用できる。

【００５２】透過光法を使用する場合は、光源、光ファ
イバを光源に結合するレンズ等の励振器、光検出器で構
成され得る。光源としては、レーザー、発光ダイオード
等の単一波長光源や、白色光源と分光器の組み合わせた
もの等が使用可能である。光検出器としては、Ｓｉ−ホ
トダイオード、Ｇｅ−ホトダイオードやＩｎＳｂセル等
を用いる事ができる。測定は、まず光ファイバ全長を伝
搬した光パワーＰ₀ （λ）を測定し、その後、励振位置
より１〜３ｍだけ内側に入った点でファイバを切断し
て、そこでの光パワーＰ₁ （λ）を測定する。この２つ
の測定値から伝送損失は、 α（λ）= １０ｌｏｇ（Ｐ₁ ／Ｐ₀ ）／Ｌ（ｄＢ／ｋｍ） として、求められる。ただしＬは光ファイバの長さ（ｋ
ｍ）である。

【００５３】

【作用】本発明の製造方法によれば、滑らかな屈折率分
布を有し、伝送損失においても優れている大型のプラス
チック光ファイバ母材を生産性良く容易に製造可能とな
る。

【００５４】

【実施例】以下貼付図面を参照して本発明の実施例を詳
細に説明する。なお、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する。

【００５５】（実施例１）図１に示すプラスチック光フ
ァイバ母材製造装置１００を用いて外形５４ｍｍ，内径
５０mm、長さ１０００ｍｍの中空のガラス管３０２（図
３（ａ））を、図２に示す当該装置の重合部モールド１
２０内に設置し、上記ガラス管３０２中にクラッド部３
０４を構成するモノマーであるメタクリル酸メチル７０
６．５ｇと重合開始剤として過酸化ベンゾイル０．７ｇ
（モノマーに対し、０．１重量％）の混合物を注入し
た。

【００５６】得られた上記重合部を上記プラスチック光
ファイバ母材製造装置１００内に設置し、上記重合部を
水平方向位置に固定し（図１（ｂ）水平型）、３０００
ｒｐｍで回転させ、重合部を７０℃に保持し重合を開始
させた。

【００５７】重合は約１２時間で終了し、得られたクラ
ッド部３０４は厚さが５ｍｍの略円筒形状であった（図
３（ｂ））。

【００５８】さらに上記で得られたクラッド部３０４を
取出すことなく、重合部中の上記クラッド部３０４によ
り形成された中空管中３０８に、高屈折率上昇剤である
ジフェニルスルフィド２５１ｇ（モノマーに対して２５
重量％）、モノマーとしてメタクリル酸メチル１００５
ｇ、さらに重合開始剤として過酸化ベンゾイル１．０ｇ
（モノマーに対し、０．１重量％）の混合物を注入し
た。

【００５９】上記混合物の溶液を充填した重合部を上記
プラスチック光ファイバ母材製造装置１００内に設置し
た。上記重合部を垂直方向位置に固定し（図１（ａ）垂
直型）、１００ｒｐｍで回転させ、重合部を７０℃に保
持し重合を開始させた。重合は約１２時間で終了した。
十分冷却した後、得られたプラスチック光ファイバ母材
を取り出した（図３（ｃ））。

【００６０】上記方法で作製された母材１２６は図５に
示されているようななめらかなＧＩ型の屈折率分布を有
していることが明かとなった。

【００６１】さらに得られたプラスチック光ファイバ母
材を図６に示される線引装置９１０を用いて線引し、直
径６５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。

【００６２】このプラスチック光ファイバ伝送損失を白
色光を光源とし、スペクトルアナライザーを検出器とし
て透過法で測定した（安藤電気製、ＡＱ６３１５Ｂ）。

【００６３】測定は、まず光ファイバ全長（１０ｍ）を
伝搬した光パワーＰ₀ （λ）を測定し、その後、励振位
置より１ｍだけ内側に入った点でファイバを切断して、
そこでの光パワーＰ₁ （λ）を測定した。この２つの測
定値から伝送損失は、 α（λ）= １０ｌｏｇ（Ｐ₁ ／Ｐ₀ ）／Ｌ（ｄＢ／ｋｍ） として、求められた。ただしＬは光ファイバの長さ（ｋ
ｍ）である。本実施例の場合波長６５０ｎｍで伝送損失
は２００ｄＢ／ｋｍであった。

【００６４】（実施例２）図１に示すプラスチック光フ
ァイバ母材製造装置１００を用い、外形５４ｍｍ，内径
５０mm、長さ１０００ｍｍの中空のガラス管３０２を、
図２に示す当該装置の重合部モールド１２０内に設置す
る。

【００６５】上記ガラス管３０２中にクラッド部３０４
を構成するモノマーであるメタクリル酸メチル７０６．
５ｇと重合開始剤、として過酸化ベンゾイル０．７ｇ
（モノマーに対し、０．１重量％）の混合物を注入し、
後上記重合部を上記プラスチック光ファイバ母材製造装
置１００内に設置した。

【００６６】上記重合部を水平方向位置に固定し（図１
（ｂ）水平型）、３０００ｒｐｍで回転させ、重合部を
７０℃に保持し重合を開始させた。重合は約１２時間で
終了した。

【００６７】得られたクラッド部３０４は厚さが５ｍｍ
の略円筒形状であった（図３（ｂ））。

【００６８】さらに上記で得られたクラッド部３０４を
取出すことなく、重合部中の上記クラッド部３０４によ
り形成された中空管中３０８に、高屈折率上昇剤である
安息香酸ベンジル２５１ｇ（モノマーに対して２５重量
％）、モノマーとしてメタクリル酸メチル１００５ｇ、
さらに重合開始剤として過酸化ベンゾイル１．０ｇ（モ
ノマーに対し、０．１重量％）の混合物を注入し、上記
混合物の溶液を充填した重合部を上記プラスチック光フ
ァイバ母材製造装置１００内に設置した。

【００６９】上記重合部を垂直方向位置に固定し（図１
（ａ）垂直型）、１００ｒｐｍで回転させ、重合部を７
０℃に保持し重合を開始させた。重合は約１２時間で終
了した。

【００７０】十分冷却した後、得られたプラスチック光
ファイバ母材を取り出した（図３（ｃ））。

【００７１】上記方法で作製された母材１２６は図５に
示されているようななめらかなＧＩ型の屈折率分布を有
していることが明かとなった。

【００７２】さらに得られたプラスチック光ファイバ母
材を図６に示される線引装置９１０を用いて線引し、直
径６５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。

【００７３】このプラスチック光ファイバ伝送損失を実
施例１と同様の装置及び方法で測定した。本実施例の場
合波長６５０ｎｍで伝送損失は２１０ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００７４】（実施例３）図１に示すプラスチック光フ
ァイバ母材製造装置１００を用い、外形５４ｍｍ，内径
５０mm、長さ１０００ｍｍの中空のガラス管３０２を、
図２に示す当該装置の重合部モールド１２０内に設置す
る。

【００７５】上記ガラス管３０２中にクラッド部３０４
を構成するモノマーであるメタクリル酸メチル７０６．
５ｇと重合開始剤、として過酸化ベンゾイル０．７ｇ
（モノマーに対し、０．１重量％）の混合物を注入し、
後上記重合部を上記プラスチック光ファイバ母材製造装
置１００内に設置した。

【００７６】上記重合部を水平方向位置に固定し（図１
（ｂ）水平型）、３０００ｒｐｍで回転させ、重合部を
７０℃に保持し重合を開始させた。重合は約１２時間で
終了した。

【００７７】得られたクラッド部３０４は厚さが５ｍｍ
の略円筒形状であった（図３（ｂ））。さらに上記で得
られたクラッド部３０４を取出すことなく、重合部中の
上記クラッド部３０４により形成された中空管中３０８
に、高屈折率上昇剤であるトリフェニルフォスフェイト
２５１ｇ（モノマーに対して２５重量％）、モノマーと
してメタクリル酸メチル１００５ｇ、さらに重合開始剤
として過酸化ベンゾイル１．０ｇ（モノマーに対し、
０．１重量％）の混合物を注入し、上記混合物の溶液を
充填した重合部を上記プラスチック光ファイバ母材製造
装置１００内に設置した。

【００７８】上記重合部を垂直方向位置に固定し（図１
（ａ）垂直型）、１００ｒｐｍで回転させ、重合部を７
０℃に保持し重合を開始させた。重合は約１２時間で終
了した。

【００７９】十分冷却した後、得られたプラスチック光
ファイバ母材を取り出した（図３（ｃ））。

【００８０】上記方法で作製された母材１２６は図５に
示されているようななめらかなＧＩ型の屈折率分布を有
していることが明かとなった。さらに得られたプラスチ
ック光ファイバ母材を図６に示される線引装置９１０を
用いて線引し、直径６５０μｍのプラスチック光ファイ
バを作製した。

【００８１】このプラスチック光ファイバ伝送損失を実
施例１と同様の装置及び方法で測定した。本実施例の場
合波長６５０ｎｍで伝送損失は２２０ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００８２】（比較例１）クラッド部３０４を実施例同
様に、図１及び２に示すプラスチック光ファイバ母材製
造装置１００を用いて形成した。

【００８３】外形５４ｍｍ，内径５０mm、長さ１０００
ｍｍの中空のガラス管３０２を、図２に示す当該装置の
重合部１２０に設置し、上記ガラス管３０２中にクラッ
ド部を構成するモノマーであるメタクリル酸メチル７０
６．５ｇと重合開始剤、として過酸化ベンゾイル０．７
ｇ（モノマーに対し、０．１重量％）の混合物を注入し
た。

【００８４】上記重合部を水平方向位置に固定し（図３
（ｂ）水平型）、重合部を７０℃に保持し重合を開始さ
せた。重合は約１２時間で終了した。得られたクラッド
部３０４は厚さが５ｍｍの略円筒形状であった。

【００８５】後上記重合部１２０からクラッド部３０８
を取出し、一方が閉じられたガラス管４０３内に挿入し
た。これを図４に示されている恒温槽４０１に設置し
た。

【００８６】高屈折率上昇剤として重合性を有するメタ
クリル酸ベンジル２５１ｇ（モノマーに対して２５重量
％）、モノマーとしてメタクリル酸メチル１００５ｇ、
さらに重合開始剤として過酸化ベンゾイル１．０ｇ（モ
ノマーに対し、０．１重量％）の混合物重合部を上記ク
ラッド部により形成された中空管中４０２に滴下ライン
４０５を用いて滴下した。

【００８７】滴下に伴い上記ガラス管４０３を上記恒温
槽４０１内に挿入してゆき順次混合物滴下部分４０６を
加熱することによりコア部を重合させた。重合は約１０
時間で終了した。

【００８８】上記方法で作製された母材は図９に示され
ているようなＧＩ型の屈折率分布を有していることが明
らかとなった。さらに得られたプラスチック光ファイバ
母材を図６に示される線引装置を用いて線引し、直径６
５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。

【００８９】このプラスチック光ファイバ伝送損失を実
施例１と同様の装置及び方法で測定した。本実施例の場
合波長６５０ｎｍで伝送損失は３００ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００９０】（比較例２）クラッド部３０４は実施例同
様に、図１及び２に示すプラスチック光ファイバ母材製
造装置１００を用いて形成した。外形５４ｍｍ，内径５
０mm、長さ１０００ｍｍの中空のガラス管３０２を、図
２に示す当該装置の重合部１２０に設置する。上記ガラ
ス管３０２中にクラッド部を構成するモノマーであるメ
タクリル酸メチル７０６．５ｇと、重合開始剤として過
酸化ベンゾイル０．７ｇ（モノマーに対し、０．１重量
％）の混合物を注入した。上記重合部を水平方向位置に
固定し（図３（ｂ））、重合部を７０℃に保持し重合を
開始させた。重合は約１２時間で終了した。得られたク
ラッド部３０４は厚さが５ｍｍの略円筒形状であった。

【００９１】後上記重合部１２０からクラッド部３０８
を取出し、一方が閉じられたガラス管４０３内に挿入し
た。これを図４に示されている恒温槽４０１に設置し、
高屈折率上昇剤として重合性を有する安息香酸ビニル２
５１ｇ（モノマーに対して２５重量％）、モノマーとし
てメタクリル酸メチル１００５ｇ、さらに重合開始剤と
して過酸化ベンゾイル１．０ｇ（モノマーに対し、０．
１重量％）の混合物重合部を上記クラッド部により形成
された中空管中４０２に滴下ライン４０５を用いて滴下
した。滴下に伴い上記ガラス管４０３を上記恒温槽４０
１内に挿入してゆき順次混合物滴下部分４０６を加熱す
ることによりコア部を重合させた。重合は約１０時間で
終了した。

【００９２】上記方法で作製された母材は図９に示され
ているようなＧＩ型の屈折率分布を有していることが明
らかとなった。さらに得られたプラスチック光ファイバ
母材を図６に示される線引装置を用いて線引し、直径６
５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。

【００９３】このプラスチック光ファイバ伝送損失を実
施例１と同様の装置及び方法で測定した。本実施例の場
合波長６５０ｎｍで伝送損失は２８０ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００９４】（比較例３）クラッド部３０４は実施例同
様に、図１及び２に示すプラスチック光ファイバ母材製
造装置１００を用いて形成した。外形５４ｍｍ，内径５
０mm、長さ１０００ｍｍの中空のガラス管３０２を、図
２に示す当該装置の重合部１２０に設置し、上記ガラス
管３０２中にクラッド部を構成するモノマーであるメタ
クリル酸メチル７０６．５ｇと、重合開始剤として過酸
化ベンゾイル０．７ｇ（モノマーに対し、０．１重量
％）の混合物を注入した。上記重合部を水平方向位置に
固定し（図３（ｂ））、重合部を７０℃に保持し重合を
開始させた。重合は約１２時間で終了した。得られたク
ラッド部３０４は厚さが５ｍｍの略円筒形状であった。

【００９５】後上記重合部１２０からクラッド部３０８
を取出し、一方が閉じられたガラス管４０３内に挿入し
た。これを図４に示されている恒温槽４０１に設置し、
高屈折率上昇剤として重合性を有するフタル酸ジアリル
２５１ｇ（モノマーに対して２５重量％）、モノマーと
してメタクリル酸メチル１００５ｇ、さらに重合開始剤
として過酸化ベンゾイル１．０ｇ（モノマーに対し、
０．１重量％）の混合物重合部を上記クラッド部により
形成された中空管中４０２に滴下ライン４０５を用いて
滴下した。滴下に伴い上記ガラス管４０３を上記恒温槽
４０１内に挿入してゆき順次混合物滴下部分４０６を加
熱することによりコア部を重合させた。重合は約１０時
間で終了した。

【００９６】上記方法で作製された母材は図９に示され
ているようなＧＩ型の屈折率分布を有していることが明
らかとなった。さらに得られたプラスチック光ファイバ
母材を図６に示される線引装置を用いて線引し、直径６
５０μｍのプラスチック光ファイバを作製した。

【００９７】このプラスチック光ファイバ伝送損失を実
施例１と同様の装置及び方法で測定した。本実施例の場
合波長６５０ｎｍで伝送損失は２７０ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００９８】

【発明の効果】以上説明してきたように、コア部を非重
合性の屈折率上昇剤とモノマーの混合物を重合させるこ
とにより形成することで滑らかな屈折率分布をもった伝
送特性に優れた大型のプラスチック光ファイバ母材を生
産性よく容易に製造することが可能となる。

【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って、（ａ）垂直にして
使用する態様および、（ｂ）水平にして使用する態様を
示すものである。

【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重合部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示すものである。

【図３】実施例１〜３の工程図である。

【図４】比較例４〜６で使用されるプラスチック光ファ
イバ母材製造装置の断面図である。

【図５】実施例１〜３により制作されたプラスチック光
ファイバの半径方向屈折率分布を表すグラフである。

【図６】本発明で制作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７】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。

【図８】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９】比較例１〜３で制作されたプラスチック光ファ
イバの半径方向屈折率分布を表すグラフである。

【符号の説明】

１００…製造装置、１０２…台、１０４…重合部収容
部、１０６ａ、ｂ…モータ、１０８ａ、ｂ…重合部組み
立て体、１１０…ヒータ、１２０…モールド、１２２
ａ、ｂ、１２３…チャック、１２４ａ、ｂ…カバー、１
２６ａ、ｂ…母材、１２８ａ、ｂ、１２９ａ、ｂ…軸、
１３０ａ、ｂ…軸受け、１３２ａ、ｂ…支持円筒、１４
１…空洞、３０２…円筒状ガラス、３０４…クラッド
部、３０７…コア部、３０８…クラッドにより形成され
る円柱状空間、４０１…恒温槽、４０２…クラッド部内
空間、４０３…ガラス管、４０５…滴下ライン、９１０
…線引装置、９１２…線引炉、９１４…外径モニタ、９
１６…巻取手段、９２０…カバー、９２２…炉芯間、９
２４…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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 康博 神奈川県横浜市青葉区市ヶ尾町534の23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円柱形状のコア部を有するプラスチッ
   ク光ファイバの母材を製造する方法であって、 中空の略円筒形状のポリマーからなるクラッド部を、長
   手方向に略垂直に保持し、上記クラッド部円筒内で、上
   記クラッド部を形成するポリマーの屈折率より高い屈折
   率を有する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重合しコア部を形成することを特
   徴とする、プラスチック光ファイバ母材の製造方法。
2. 【請求項２】上記ポリマーからなるクラッド部を、中空
   の略円筒形状の容器内で、上記容器を長手軸方向に略水
   平に保持し、さらに長手軸方向を中心に回転させなが
   ら、上記クラッド部を構成するモノマーを重合すること
   により上記容器の内側壁に形成することを特徴とする請
   求項１記載のプラスチック光ファイバ母材の製造方法。
3. 【請求項３】 上記コア部を形成する際に、 さらに上記クラッド部を長手軸方向を中心に回転させな
   がら形成することを特徴とする請求項１または２記載の
   プラスチック光ファイバ母材の製造方法。
4. 【請求項４】 上記屈折率上昇剤が非重合性であること
   を特徴とする請求項１〜３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. 【請求項５】 上記コア部の屈折率分布が、コア中心か
   ら半径方向外側に向かって屈折率が減少するグレーデッ
   ドインデックス（ＧＩ）型屈折率分布であることを特徴
   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。