JPH08304637A - 光伝送体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 石英シングルモード光ファイバーなどから
出力された光信号を、一旦電気信号に変換しさらに再び
光変換するデバイスを用いることなく低伝送損失、高伝
送帯域を損なわずに直接接続可能な光伝送体を提供す
る。 【構成】 実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性含
フッ素重合体をマトリックスとする屈折率分布型光伝送
体とそれ以外の光伝送体をデバイスを介することなく接
続されてなる光伝送体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は屈折率分布型光伝送体と
それ以外の光伝送体、例えば石英シングルモード光ファ
イバーとを、光／電気信号変換そして電気／光信号変換
をするためのデバイスを介することなく、かつ低伝送損
失・高伝送帯域性を失う事なく直接接続されてなる光伝
送体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバーによるデータ通信が
盛んに提案されている。長距離の幹線系は、その低伝送
損失性、高伝送帯域性から、石英シングルモード光ファ
イバーが用いられる。一方、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔ
ｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の様な短距離用には、石英シン
グルモード光ファイバーからの光信号を一旦光／電気信
号変換をし、そして再び電気／光信号変換をした後にポ
リメチルメタクリレート系などのプラスチック光ファイ
バーで伝送することが提案されている。

【０００３】一方、従来より知られているプラスチック
光ファイバーとしては、ポリメチルメタクリレート系を
代表とした光学樹脂が提案されている。光ファイバーと
してコアとクラッドとからなる屈折率段階型プラスチッ
ク光ファイバーとしては、コアをポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリノルボル
ネン等の光学樹脂を使用し、クラッドを含フッ素ポリマ
ーとする提案が多くなされている。また特開平２ー２４
４００７号公報にはコアとクラッドに含フッ素樹脂を用
いた提案もされている。

【０００４】また、屈折率段階型光ファイバーとともに
屈折率分布（ＧＩ）型光ファイバーが知られている。屈
折率分布型光ファイバーの屈折率分布は、中心から半径
方向に向かって屈折率が放物線に近い曲線で低下してい
るものをいい、例えば「化学と工業」第４５巻第７号
（１９９２）１２６１−１２６４、特開平５−１７３０
２６号公報、ＷＯ９４／０４９４９、ＷＯ９４／１５０
０５などに記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリメチル
メタクリレート系、ポリスチレン系、ポリカーボネート
系等の光伝送体では達し得なかった自動車、ＯＡ（オフ
ィスオートメーション）、家電機器用途等で要求される
耐熱性、耐湿性、耐薬品性、不燃性を有するものであ
り、またアクリル系、ポリカーボネート系、ノルボルネ
ン系等の光伝送体では達し得なかった可視光（５００〜
７００ｎｍ）と近赤外光（７００〜１６００ｎｍ）を利
用可能とし、さらに広範囲の伝送領域帯で低い光伝送損
失そして高伝送帯域をもち、その結果、石英シングルモ
ード光ファイバーで使用される１３００ｎｍ、１５５０
ｎｍといった波長をそのまま光／電気信号変換、電気／
光信号変換をする必要なく、直接他の光伝送体と接続可
能なプラスチック光伝送体を用いた光伝送体を提供する
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
の認識に基づいて鋭意検討を重ねた結果、耐熱性、耐湿
性、耐薬品性、不燃性を付与し、かつ近赤外光で光吸収
が起こるＣ−Ｈ結合（すなわち、炭素−水素結合）をな
くすためには、Ｃ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合（すなわち、炭
素−フッ素結合）に変換した含フッ素重合体が最適であ
るとの知見を先に得た。

【０００７】さらに、段階屈折率型含光ファイバーの場
合、マルチモードの光はコアとクラッドの界面で反射さ
れながら伝搬するためモード分散が起こり伝送帯域が低
下する。しかし屈折率分布型光ファイバーではモード分
散が起こりにくく伝送帯域は増加する。そこで実質的に
Ｃ−Ｈ結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体のマト
リックスを用いて屈折率分布型の光ファイバーなどの光
伝送体とし、これらを他の光伝送体と直接接続すること
により、前記の問題点を解決できることを見出した。

【０００８】即ち、本発明は以下の（１）〜（７）であ
る。

【０００９】（１）実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結
晶性含フッ素重合体をマトリックスとする屈折率分布型
光伝送体とそれ以外の光伝送体をデバイスを介すること
なく接続されてなる光伝送体。

【００１０】（２）それ以外の光伝送体が石英光ファイ
バーまたは石英光部品である前記（１）記載の光伝送
体。

【００１１】（３）それ以外の光伝送体が光分岐結合
器、光分波器、光合波器、又は光スイッチから選ばれる
一つ以上である前記（１）記載の光伝送体。

【００１２】（４）非結晶性含フッ素重合体が、主鎖に
環構造を有する含フッ素重合体である前記（１）記載の
光伝送体。

【００１３】（５）主鎖に環構造を有する含フッ素重合
体が以下の以下の（Ｉ）〜（ＩＶ）から選ばれる繰り返
し単位を有する前記（２）記載の光伝送体。

【００１４】

【化２】

【００１５】［上記（Ｉ）〜（ＩＶ）式において、ｌは
０〜５、ｍは０〜４、ｎは０〜１、ｌ＋ｍ＋ｎは１〜
６、ｏ，ｐ，ｑはそれぞれ０〜５、ｏ＋ｐ＋ｑは１〜
６、Ｒ³、Ｒ⁴はＦまたはＣＦ₃、Ｒ⁵はＦまたはＣＦ₃、
Ｒ⁶はＦまたはＣＦ₃、Ｘ¹はＦまたはＣｌ、Ｘ²はＦまた
はＣｌである。］ （６）伝送される光信号の波長範囲が２００〜１６００
ｎｍから選択された任意の波長である前記（１）記載の
光伝送体。

【００１６】（７）屈折率分布型プラスチック光ファイ
バーと石英シングルモード光ファイバーとがコネクター
を介して直接接続されてなる前記（１）記載の光伝送
体。

【００１７】本発明でいう光伝送体とは、光信号を伝送
するための主として光ファイバーやバンドルファイバー
などからなるもの、またはこれらと光信号を結合、分
波、合波、スイッチング、変調、光−電気変換、電気−
光変換などを行う機器とを結びつけたものをいう。具体
的には、石英シングルモードの光ファイバー素線、光フ
ァイバーコード、バンドルファイバーなどの石英光ファ
イバー、又はプラスチック光ファイバー素線、光ファイ
バーコード、バンドルファイバー、光ファイバーケーブ
ル、多心テープ心線などのプラスチックファイバー、光
導波路などが挙げられる。上記機器としては、光分岐
器、カップラー、光合波器、光分波器などの光ブランチ
ングデバイス、光スイッチ、光減衰器、光アイソレー
タ、偏光子、光集積回路、光送信モジュール、光受信モ
ジュールなどが挙げられる。

【００１８】又、本発明でいうデバイスとは、一方の光
伝送体から他方の光伝送体へ光信号を伝送するに際し
て、一方から出力された光信号を、一旦電気信号に変換
し、更に再び光変換するデバイスのことである。このよ
うなデバイスを用いるとすると、回路的に複雑となり、
伝送損失が生じるうえに、接続に手間がかかり、コスト
的にも高いものとなる。

【００１９】本発明における屈折率分布型光伝送体は、
マトリックスが非結晶性樹脂であるため光の散乱がなく
しかも可視光から近赤外光まで広範囲の波長帯で透明性
が高いため、多種多様な波長の光伝送体に有効利用が可
能である。特に通信分野において幹線石英シングルモー
ド光ファイバーに利用されている波長である１３００ｎ
ｍ、１５５０ｎｍで低損失である光伝送体を提供する。
そのためこの光伝送体は石英のシングルモード光ファイ
バーと光／電気信号変換、電気／光信号変換用のデバイ
スを必要とすることなく直接にあるいはコネクターを介
してファイバー同士の接続が可能である。さらに折れ曲
げ時に光の漏れを防止して損失を抑えることが可能であ
るためＯＡ機器内、あるいはまた自動車、航空機内部の
配線等の細かい部分の光伝送にも利用できる。

【００２０】この屈折率分布型光伝送体とデバイスを介
することなく接続される屈折率分布型光伝送体以外の光
伝送体とは、前述の光伝送体の中で、従来のデバイスを
必要としていたものである。特に石英シングルモード光
ファイバーなどの石英光ファイバーである。

【００２１】本発明における屈折率分布型光伝送体は、
実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性含フッ素重合体
（以下、含フッ素重合体（ａ）という）マトリックスに
屈折率の分布を与える物質（以下、物質（ｂ）という）
を分布させて得られる。

【００２２】本発明における含フッ素重合体（ａ）とし
ては、Ｃ−Ｈ結合を有しない非結晶性の含フッ素重合体
であれば何ら限定されないが、主鎖に環構造を有する含
フッ素重合体が好ましい。主鎖に環構造を有する含フッ
素重合体としては、含フッ素脂肪族環構造、含フッ素イ
ミド環構造、含フッ素トリアジン環構造または含フッ素
芳香族環構造を有する含フッ素重合体が好ましい。含フ
ッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体では含フッ素
脂肪族エーテル環構造を有するものがさらに好ましい。
含フッ素重合体（ａ）としては、含フッ素ポリイミド環
構造を有する含フッ素重合体と含フッ素脂肪族環構造を
有する含フッ素重合体が好ましく、特に後者が好まし
い。

【００２３】含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重
合体は、含フッ素イミド環構造、含フッ素トリアジン環
構造または含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合
体に比べ、後述の熱延伸または溶融紡糸によるファイバ
ー化に際してもポリマー分子が配向しにくく、その結果
光の散乱を起こすこともないなどの理由から、より好ま
しい重合体である。

【００２４】含フッ素重合体（ａ）の溶融状態における
粘度は、溶融温度２００℃〜３００℃において１０³〜
１０⁵ポイズが好ましい。溶融粘度が高すぎると溶融紡
糸が困難なばかりでなく、屈折率分布の形成に必要な、
物質（ｂ）の拡散が起こりにくくなり、屈折率分布の形
成が困難になる。また、溶融粘度が低過ぎると実用上問
題が生じる。すなわち、電子機器や自動車等での光伝送
体として用いられる場合に高温にさらされ軟化し、光の
伝送性能が低下する。

【００２５】含フッ素重合体（ａ）の数平均分子量は、
１０，０００〜５０００，０００が好ましく、より好ま
しくは５０，０００〜１０００，０００である。分子量
が小さ過ぎると耐熱性を阻害することがあり、大き過ぎ
ると屈折率分布を有する光伝送体の形成が困難になるた
め好ましくない。

【００２６】含フッ素脂肪族環構造を有する重合体とし
ては、含フッ素環構造を有するモノマーを重合して得ら
れるものや、少なくとも２つの重合性二重結合を有する
含フッ素モノマーを環化重合して得られる主鎖に含フッ
素脂肪族環構造を有する重合体が好適である。

【００２７】含フッ素脂肪族環構造を有するモノマーを
重合して得られる主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する
重合体は、特公昭６３−１８９６４号公報等により知ら
れている。即ち、パーフルオロ（２，２−ジメチル−
１，３−ジオキソール）等の含フッ素脂肪族環構造を有
するモノマーを単独重合することにより、またこのモノ
マーをテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエ
チレン、パーフルオロ（メチルビニールエーテル）など
のラジカル重合性モノマーと共重合することにより主鎖
に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体が得られる。こ
のような重合体の繰り返し単位の例を前述の（ＩＶ）に
示す。

【００２８】また、少なくとも２つの重合性二重結合を
有する含フッ素モノマーを環化重合して得られる主鎖に
含フッ素脂肪族環構造を有する重合体は、特開昭６３−
２３８１１１号公報や特開昭６３−２３８１１５号公報
等により知られている。即ち、パーフルオロ（アリルビ
ニルエーテル）、パーフルオロ（ブテニルビニルエーテ
ル）、ＣＦ₂＝ＣＦ−ＣＦ₂−ＣＦＣｌ−ＣＦ₂−ＣＦ＝
ＣＦ₂等のモノマーを環化重合することにより、または
このようなモノマーをテトラフルオロエチレン、クロロ
トリフルオロエチレン、パーフルオロ（メチルビニール
エーテル）などのラジカル重合性モノマーと共重合する
ことにより主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体
が得られる。このような重合体の繰り返し単位の例を前
述の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）に示す。

【００２９】また、パーフルオロ（２，２−ジメチル−
１，３−ジオキソール）等の含フッ素脂肪族環構造を有
するモノマーとパーフルオロ（アリルビニルエーテル）
やパーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）等の少なく
とも２つの重合性二重結合を有する含フッ素モノマーと
を共重合することによっても主鎖に含フッ素脂肪族環構
造を有する重合体が得られる。

【００３０】含フッ素脂肪族環構造を有する重合体は、
主鎖に環構造を有する重合体が好適であるが、環構造を
有する重合単位を２０モル％以上、好ましくは４０モル
％以上含有するものが透明性、機械的特性等の面から好
ましい。

【００３１】含フッ素ポリイミドの製造法は特に限定さ
れないが、例えばパーフルオロピロメリット酸無水物な
どの全ての水素原子がフッ素原子で置換された芳香族テ
トラカルボン酸無水物とパーフルオロｐ，ｐ’−ジアミ
ノジフェニルエーテルなどの全ての水素原子がフッ素原
子で置換された芳香族ジアミンの反応でポリアミド酸を
生成し、これを更に加熱して含フッ素ポリイミドとする
方法などによって生成される。

【００３２】含フッ素ポリイミドとしては、具体的には
下記の（Ｖ）式から選ばれた繰り返し単位を有すること
を特徴とするものが例示される。なお、これらの含フッ
素重合体（ａ）中のフッ素原子は、屈折率を高めるため
に一部塩素原子で置換されていてもよい。

【００３３】

【化３】

【００３４】［上記（Ｖ）式において、Ｒ¹は

【００３５】

【化４】

【００３６】から選ばれ、Ｒ²は

【００３７】

【化５】

【００３８】から選ばれる。ここで、Ｒ_fはフッ素原
子、パーフルオロアルキル基、パーフルオロアリール
基、パーフルオロアルコキシ基、パーフルオロフェノキ
シ基から選ばれ、これらは各々同一であっても異なって
いてもよい。Ｙは、

【００３９】

【化６】

【００４０】から選ばれる。ここで、Ｒ’_fはパーフル
オロアルキレン基、パーフルオロアリーレン基から選ば
れ、これらは各々同一であっても異なっていてもよい。
ｒは１〜１０である。又、Ｙと２つのＲ_fが炭素をはさ
んで環を形成してもよく、その場合、環は飽和環でも不
飽和環でもよい。］ 含フッ素脂肪族環構造を有する重合体は、主鎖に環構造
を有する重合体が好適であるが、環構造を有する重合単
位を２０モル％以上、好ましくは４０モル％以上含有す
るものが透明性、機械的特性等の面から好ましい。

【００４１】物質（ｂ）は、含フッ素重合体（ａ）との
比較において屈折率の差が０．００１以上である少なく
とも１種類の物質であり、含フッ素重合体（ａ）よりも
高屈折率であっても低屈折率であってもよい。光ファイ
バー等においては通常は含フッ素重合体（ａ）よりも高
屈折率の物質を用いる。

【００４２】この物質（ｂ）としては、ベンゼン環等の
芳香族環、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン原子、エー
テル結合等の結合基を含む、低分子化合物、オリゴマ
ー、ポリマーが好ましい。又、物質（ｂ）は、含フッ素
重合体（ａ）と同様な理由から実質的にＣ−Ｈ結合を有
しない物質であることが好ましい。含フッ素重合体
（ａ）との屈折率の差は０．００５以上であることが好
ましい。

【００４３】オリゴマーやポリマーである物質（ｂ）と
しては、前記したような含フッ素重合体（ａ）を形成す
るモノマーの重合体からなり、含フッ素重合体（ａ）と
の比較において屈折率の差が０．００１以上であるオリ
ゴマーやポリマーであってもよい。モノマーとしては、
含フッ素重合体（ａ）との比較において屈折率の差が
０．００１以上である重合体を形成するものから選ばれ
る。たとえば、屈折率の異なる２種の含フッ素重合体
（ａ）を用い、一方の重合体（ａ）を物質（ｂ）として
他の重合体（ａ）中に分布させることができる。

【００４４】これらの物質（ｂ）は、上記マトリックス
との比較において、溶解性パラメータの差が７（ｃａｌ
／ｃｍ³）^1/2以内であることが好ましい。ここで溶解性
パラメータとは物質間の混合性の尺度となる特性値であ
り、溶解性パラメータをδ、物質の分子凝集エネルギー
をＥ、分子容をＶとして、式δ＝（Ｅ／Ｖ）^1/2で表さ
れる。

【００４５】低分子化合物としては、例えば炭素原子に
結合した水素原子を含まないハロゲン化芳香族炭化水素
がある、特に、ハロゲン原子としてフッ素原子のみを含
むハロゲン化芳香族炭化水素やフッ素原子と他のハロゲ
ン原子を含むハロゲン化芳香族炭化水素が、含フッ素重
合体（ａ）との相溶性の面で好ましい。又、これらのハ
ロゲン化芳香族炭化水素は、カルボニル基、シアノ基な
どの官能基を有していないことがより好ましい。

【００４６】このようなハロゲン化芳香族炭化水素とし
ては、例えば式Ф_r−Ｚ_b［Ф_rは水素原子のすべてがフ
ッ素原子に置換されたｂ価のフッ素化芳香環残基、Ｚは
フッ素又はフッ素以外のハロゲン原子、−Ｒｆ、−ＣＯ
−Ｒｆ、−Ｏ−Ｒｆ、あるいは−ＣＮ。ただし、Ｒｆは
パーフルオロアルキル基、ポリフルオロパーハロアルキ
ル基、または１価のФ_r。ｂは０または１以上の整
数。］で表される化合物がある。芳香環としてはベンゼ
ン環やナフタレン環がある。Ｒｆであるパーフルオロア
ルキル基やポリフルオロパーハロアルキル基の炭素数は
５以下が好ましい。フッ素以外のハロゲン原子として
は、塩素原子や臭素原子が好ましい。

【００４７】具体的な化合物としては例えば、１，３−
ジブロモテトラフルオロベンゼン、１，４−ジブロモテ
トラフルオロベンゼン、２−ブロモテトラフルオロベン
ゾトリフルオライド、クロロペンタフルオロベンゼン、
ブロモペンタフルオロベンゼン、ヨードペンタフルオロ
ベンゼン、デカフルオロベンゾフェノン、パーフルオロ
アセトフェノン、パーフルオロビフェニル、クロロヘプ
タフルオロナフタレン、ブロモヘプタフルオロナフタレ
ンなどがある。

【００４８】ポリマーやオリゴマーである物質（ｂ）と
しては、前記（Ｉ）〜（Ｖ）の繰り返し単位を有するも
のの内、組み合される含フッ素重合体（ａ）とは異なる
屈折率を有する含フッ素重合体（例えば、ハロゲン原子
としてフッ素原子のみを含む含フッ素重合体とフッ素原
子と塩素原子を含む含フッ素重合体との組み合わせ、異
なる種類や異なる割合の２以上のモノマーを重合して得
られた２種の含フッ素重合体の組み合わせなど）が好ま
しい。

【００４９】また、上記のごとき主鎖に環構造を有する
含フッ素重合体以外に、テトラフルオロエチレン、クロ
ロトリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレ
ン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキル
ビニルエーテルなどの水素原子を含まないモノマーから
なるオリゴマー、それらモノマー２種以上の共重合オリ
ゴマーなども物質（ｂ）として使用できる。又、−ＣＦ
₂ＣＦ（ＣＦ₃）Ｏ−や−（ＣＦ₂）_nＯ−（ｎは１〜３の
整数）の構造単位を有するパーフルオロポリエーテルな
ども使用できる。これらオリゴマーの分子量は、非結晶
性となる分子量範囲から選ばれ、数平均分子量３００〜
１０，０００が好ましい。拡散のしやすさを考慮する
と、数平均分子量３００〜５０００がさらに好ましい。

【００５０】特に好ましい物質（ｂ）は、含フッ素重合
体（ａ）特に主鎖に環構造を有する含フッ素重合体との
相溶性が良好であること等から、クロロトリフルオロエ
チレンオリゴマーである。相溶性が良好であることによ
り、含フッ素重合体（ａ）、特に主鎖に環構造を有する
含フッ素重合体、とクロロトリフルオロエチレンオリゴ
マーとを２００〜３００℃で加熱溶融により容易に混合
させることができる。まあ、含フッ素溶媒に溶解させて
混合した後、溶媒を除去することにより両者を均一に混
合させることができる。クロロトリフルオロエチレンオ
リゴマーの好ましい分子量は、数平均分子量５００〜１
５００である。

【００５１】本発明の光伝送体は屈折率分布型光ファイ
バーであることが最も好ましい。

【００５２】この光ファイバーにおいて、物質（ｂ）は
含フッ素重合体（ａ）中に中心から周辺方向に沿って濃
度勾配を有して分布している。好ましくは、物質（ｂ）
が含フッ素重合体（ａ）よりも高屈折率の物質であり、
この物質（ｂ）が光ファイバーの中心から周辺方向に沿
って濃度が低下する濃度勾配を有して分布している芯材
である。ある場合には物質（ｂ）が含フッ素重合体
（ａ）よりも低屈折率の物質であり、この物質が光ファ
イバーの周辺から中心方向に沿って濃度が低下する濃度
勾配を有して分布している光ファイバーも有用である。
前者の光ファイバーなどの光伝送体は通常物質（ｂ）を
中心に配置し周辺方向に向かって拡散させることにより
製造できる。後者の光ファイバーなどの光伝送体は物質
（ｂ）を周辺から中心方向に拡散させることによって製
造できる。

【００５３】本発明の光伝送体は、波長７００〜１，６
００ｎｍで１００ｍの伝送損失が１００ｄｂ以下とする
ことができる。特に主鎖に脂肪族環構造を有する含フッ
素重合体では同様な波長で、１００ｍの伝送損失が５０
ｄｂ以下とすることができる。波長７００〜１，６００
ｎｍという比較的長波長において、このような低レベル
の伝送損失であることは極めて有利である。すなわち、
石英光ファイバーと同じ波長を使えることにより、石英
光ファイバーとの接続が容易であり、また波長７００〜
１，６００ｎｍよりも短波長を使わざるをえない従来の
プラスチック光ファイバーに比べ、安価な光源で済むと
いう利点がある。

【００５４】本発明の光伝送体において、樹脂の成形と
屈折率分布の形成は同時であっても別々であってもよ
い。たとえば、紡糸や押し出し成形等により屈折率分布
を形成すると同時に屈折率分布を形成して本発明の光伝
送体を製造できる。また、紡糸や押し出し成形で樹脂の
成形を行った後、屈折率分布を形成することができる。
さらに、屈折率分布を有するプリフォーム（母材）を製
造し、このプリフォームを成形（たとえば紡糸）して光
ファイバー等の光伝送体を製造できる。

【００５５】本発明における光ファイバーの製造方法と
しては、例えば以下の（１）〜（７）の方法がある。し
かしこれらに限られるものではない、特に好ましい方法
は（１）の方法である。

【００５６】（１）含フッ素重合体（ａ）を溶融し、含
フッ素重合体（ａ）の溶融液の中心部に物質（ｂ）また
はその物質（ｂ）を含む含フッ素重合体（ａ）を注入
し、物質（ｂ）を拡散させながら、または拡散させた後
に成形する方法。

【００５７】この場合、物質（ｂ）を注入するには、中
心部に１層のみ物質（ｂ）を注入する場合のみならず、
中心部に物質（ｂ）を多層に注入してもよい。成形には
光ファイバーのプリフォーム等のごときロッド状母材を
成形するために適する押出溶融成形、光ファイバーを成
形するために適する溶融紡糸成形等がある。（２）溶融
紡糸や延伸などによって得られた含フッ素重合体（ａ）
からなる芯材に、物質（ｂ）またはその物質（ｂ）を含
む含フッ素重合体（ａ）を繰り返しディップコートする
方法。

【００５８】（３）回転ガラス管などを利用して中空状
の含フッ素重合体（ａ）からなる管を形成し、この重合
体管の内部に物質（ｂ）またはその物質（ｂ）を含む含
フッ素重合体（ａ）を形成するモノマー相を密封し、低
速で回転させながら重合させる方法。

【００５９】この界面ゲル共重合の場合、重合過程にお
いて、含フッ素重合体（ａ）からなる管がモノマー相に
膨潤し、ゲル相が形成され、モノマー分子が選択的にゲ
ル相内に拡散しながら重合される。

【００６０】（４）含フッ素重合体（ａ）を形成するモ
ノマーと物質（ｂ）を形成するモノマーであって、それ
らモノマーの反応性が異なる２種のモノマーを用いて、
生成する含フッ素重合体（ａ）と物質（ｂ）の組成比が
周辺部から中心に向かって連続的に変化するように重合
反応を進行させる方法。

【００６１】（５）含フッ素重合体（ａ）と物質（ｂ）
を均一に混合した混合物または溶媒中で均一に混合した
後、溶媒のみを揮発除去させることにより得られる混合
物を、熱延伸または溶融押出によりファイバー化し、次
いで（またはファイバー化直後に）加熱状態で不活性ガ
スと接触させて物質（ｂ）を表面から揮発させることに
より屈折率分布を形成する方法。または、上記ファイバ
ー化した後、含フッ素重合体（ａ）を溶解せずに物質
（ｂ）のみを溶解する溶媒中にファイバーを浸漬し、物
質（ｂ）をファイバー表面から溶出させることにより屈
折率分布を形成する方法。

【００６２】（６）含フッ素重合体（ａ）からなるロッ
ドまたはファイバーに、含フッ素重合体（ａ）よりも屈
折率が小さい物質（ｂ）のみを被覆するか、または含フ
ッ素重合体（ａ）と物質（ｂ）との混合物を被覆し、次
いで加熱により物質（ｂ）を拡散させて屈折率分布を形
成する方法。

【００６３】（７）高屈折率重合体と低屈折率重合体と
を加熱溶融または溶媒を含有する溶液状態で混合し、そ
れぞれ混合割合の異なる状態で多層押出させながら（ま
たは押出したのちに）両者を互いに拡散させ、最終的に
屈折率分布の形成されたファイバーを得る方法。この場
合、高屈折率重合体が含フッ素重合体（ａ）で低屈折率
重合体が物質（ｂ）でもよく、高屈折率重合体が物質
（ｂ）で低屈折率重合体が物質（ｂ）でもよい。

【００６４】本発明の光伝送体には、保護被覆層を設け
ることができる。被覆層を構成する重合体は、前記マト
リックスの含フッ素重合体（ａ）以外の重合体からな
る。この被覆層を構成する重合体の種類は特に制限はな
く、従来の無機又はプラスチック光ファイバー素線の被
覆に用いられていたもの、または、下記に挙げる含フッ
素重合体等から選ばれる少なくとも１種を用いることが
できる。例えば、非フッ素系重合体として、低密度ポリ
エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、（水）架橋
型ポリオレフィン、ポリオレフィンエラストマーなどの
ポリオレフィン系重合体、ポリエチレンテレフタレート
などのポリエステル系重合体、軟質塩化ビニル樹脂等の
ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニル等のビニル系重合体、ジ
メチルポリシロキサン重合体、ポリフルオロアルキルメ
チルポリシロキサン重合体などのシリコーン系重合体、
ポリアミド、（発泡）ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンオキサイド、
ポリスルフォン、ポリ４−メチルペンテンー１、ポリア
ミドイミド等が挙げられる。含フッ素重合体としては、
含フッ素ゴム、トリフルオロエチレン重合体、クロロト
リフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン重
合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テ
トラフルオロエチレン−エチレン−（パーフルオロアル
キル）エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、テト
ラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合
体、フッ化ビニリデン重合体、フッ化ビニリデン−ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体等の下記（ＶＩ）〜
（Ｘ）から選ばれる繰り返し単位を有する含フッ素重合
体が挙げられる。

【００６５】

【化７】

【００６６】また、上記重合体のコートとは別に、紫外
線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などの
硬化性樹脂を光ファイバーにコートし、硬化させて被覆
層を形成することもできる。紫外線硬化型樹脂や電子線
硬化型樹脂を用いた場合には、比較的低温で被覆が行え
るため光ファイバー素線へのダメージが少ないという利
点がある。紫外線硬化型樹脂や電子線硬化型樹脂として
は、例えば、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリ
レート系、シリコンアクリレート系、ポリエステルアク
リレート系、ポリブタジエンアクリレート系、ポリフル
オロアルキルアクリレート系等硬化型樹脂があげられ
る。これら硬化型樹脂を用いる場合には、適度な粘度を
有する液状の樹脂を屈折率分布型光ファイバーの表面に
塗布した後硬化する方法が適用される。一方、ポリアミ
ドやポリイミド樹脂を用いた場合にはファイバーコード
の引っ張り強度が増大し、機械的な耐久性が飛躍的に向
上する。

【００６７】被覆材を構成する上記に例示されるような
重合体には、所望により可塑剤、顔料、架橋剤、接着剤
等を加えることができる。

【００６８】被覆層を有する光ファイバーコードの製造
は特に制約は受けない。例えば、前述の方法で製造した
光ファイバーの外側に、被覆材を押し出し被覆、あるい
はソルベントコーティング法等により形成することによ
り目的の光ファイバーコードが得られる。又、本発明で
は各光ファイバーを被覆してコードとしたあと、複数本
を束ねてバンドルファイバーとすることができる。バン
ドルファイバーには、コードを並列に並べて構成される
多芯テープ心線が含まれる。光ファイバーを芳香族ポリ
アミド、ガラスまたは炭素繊維で補強したプラスチック
または金属で被覆することによりケーブルとすることも
できる。ケーブル内部の隙間を糸、紐、紙、プラスチッ
ク、各種の緩衝材または溝つきスペーサーなどで埋めて
もよい。

【００６９】本発明の光伝送体は、加入者系の通信線、
工場内ＬＡＮ、病院内ＬＡＮ、学校内ＬＡＮ等の公共施
設内でのＬＡＮ、フロアーケーブル、電力線監視通信
線、自動車用途、電車の運転条件のモニタ画像伝送、外
洋航路の大型船舶内の通信用、航空機内のデータ伝送、
業務用ゲーム機を始めとするアミューズメント関係など
の高速、高帯域を必要とする映像伝送、高画質の動画、
立体画像の伝送、コンピューターないし自動交換機等の
機器内配線、一般の屋内通信網、各種センサ分野、照
明、イルミネーション分野、エネルギー伝送などの様々
な分野での利用が可能である。

【００７０】

【実施例】次に、本発明の実施例について更に具体的に
説明するが、この説明が本発明を限定するものでないこ
とは勿論である。

【００７１】合成例１ パーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）３０ｇ、イオ
ン交換水１２０ｇ、メタノール４．８ｇ及び重合開始剤
として((CH₃)₂CHOCOO)₂７６ｍｇを、内容積２００ｍｌ
の耐圧ガラス製オートクレーブに入れた。系内を３回窒
素で置換した後、４０℃で２２時間懸濁重合を行った。
得られた重合物を単離後300℃で熱処理し、水洗した。
その結果、無色透明な重合体（以下、重合体Ａという）
を２６ｇ得た。この重合体Ａの固有粘度［η］は、パー
フルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラン）中３０℃で
０．３４であった。重合体のガラス転移点は１０８℃で
あり、屈折率は１．３４であった。

【００７２】合成例２ パーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）２ｇ、パーフ
ルオロ（２，２−ジメチルー１，３−ジオキソール）８
ｇ、パーフルオロ（２ーブチルテトラヒドロフラン）１
０ｇ、重合開始材として((CH₃)₂CHOCOO)₂の２０ｍｇ
を、内容積５０ｍｌの耐圧ガラス製アンプルに入れた。
系内を３回窒素で置換した後、３０℃で２０時間重合を
行った。その結果、透明な重合体（以下、重合体Ｂとい
う）７ｇを得た。この重合体Ｂのガラス転移温度は２１
０℃、屈折率は１．２９であった。

【００７３】実施例１ 上記合成例１で得られた重合体Ａをパーフルオロ（２ー
ブチルテトラヒドロフラン）溶媒中で溶解しこれに屈折
率１．４２である、クロロトリフルオロエチレンオリゴ
マー（ダイフロイル＃２０；ダイキン社製）を１５重量
％量添加し混合溶液を得た。この溶液を脱溶媒し透明な
混合重合体（以下、混合重合体Ｃという）Ｃを得た。重
合体Ａを溶融し、中心に溶融液の混合重合体Ｃを注入し
ながら３００℃で２色押出しによる溶融紡糸することに
より、中心部の屈折率が１．３６であり、周辺部の１．
３４の屈折率までおおよそ放物線的に徐々に低下する光
ファイバーが得られた。溶融紡糸した後、すぐにシリコ
ーン樹脂を被覆してさらに外側に塩化ビニール樹脂の被
覆を行うことにより光ファイバーＤ（以下、光ファイバ
ーＤという）を得た。得られた光ファイバーＤのコアの
直径は１２５μmであり、シリコーン樹脂部の直径は４
００μm、塩化ビニール樹脂の外径は１μmであった。さ
らに射出成形で得られたコネクタを取り付けた。得られ
た光ファイバーコードＤの光伝送損失は、７８０ｎｍで
３００ｄＢ／ｋｍ、１５５０ｎｍで１３０ｄＢ／ｋｍで
あり、近赤外光までの光を良好に伝送できる光ファイバ
ーで有ることを確かめた。

【００７４】実施例２ 長さ１００ｍの光ファイバーコードＤと長さ１ｋｍの石
英シングルモード光ファイバーをコネクタで接続した
後、石英シングルモード光ファイバー側から、光ファイ
バーへの光の伝送実験を行った。光伝送損失は１５５０
ｎｍで１５ｄＢ／１００ｍであり、ベースバンド周波数
特性を測定した結果、伝送帯域は２．５ＧＨｚと算出さ
れた。

【００７５】比較例１ 日本石油化学製の市販のポリメチルメタクリレート系の
長さ１００ｍのプラスチック光ファイバーＥと長さ１ｋ
ｍの石英シングルモード光ファイバーを接続し、実施例
２と同様の光の伝送実験を行った。ポリメチルメタクリ
レートの吸収損失のため、１５５０ｎｍにおいて光ファ
イバーからの出射光は観測できなかった。

【００７６】実施例３ コアとなるべき屈折率１．３４の重合体Ａを内側に、ク
ラッドとなるべき屈折率１．２９の重合体Ｂを外側にな
るように、これら２つの重合体を２色押出による溶融紡
糸を行った。紡糸後すぐに実施例１と同様にして被覆を
行い、コネクタを取り付けて、光ファイバーＦ（以下、
光ファイバーＦという）を得た。得られた光ファイバー
Ｆの光伝送損失は、７８０ｎｍで３００ｄＢ／ｋｍ、１
５５０ｎｍで１３０ｄＢ／ｋｍであり、近赤外光までの
光を良好に伝送できる光ファイバーで有ることを確かめ
た。

【００７７】比較例２ 長さ１００ｍの光ファイバーＦと長さ１ｋｍの石英シン
グルモード光ファイバーを接続し、実施例２と同様の光
の伝送実験を行った。光伝送損失は１５５０ｎｍで１５
０ｄＢ／ｋｍと良好であったが、ベースバンド周波数特
性を測定した結果、伝送帯域は２５ＭＨｚと算出され実
施例１の１００分の１となっていることを確認した。

【００７８】

【発明の効果】屈折率分布型光伝送体を用いることによ
り、石英シングルモード光ファイバーなどと光／電気信
号変換そして電気／光信号変換をするためのデバイスな
しに直接に接続可能であり、さらに紫外光から近赤外ま
での光を極めて低損失に、かつ高帯域性を保持したまま
光伝送することが可能となった。特にこの屈折率分布型
光ファイバーからなる光伝送体部分はファイバー径が大
きいにも関わらずフレキシブルで分岐・接続が容易であ
るため短距離光通信用に最適であり、かつ折れ曲げによ
り光伝送損失が小さいのでＯＡ機器等の配線に利用でき
る耐熱性、耐薬品性、耐湿性、不燃性を備えたものであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 29/10 ＬＧＺ Ｃ０８Ｌ 29/10 ＬＧＺ Ｃ０９Ｄ 127/12 ＰＦＧ Ｃ０９Ｄ 127/12 ＰＦＧ Ｇ０２Ｂ 6/18 Ｇ０２Ｂ 6/18 // Ｃ０８Ｆ 16/32 ＭＫＺ Ｃ０８Ｆ 16/32 ＭＫＺ ＭＬＡ ＭＬＡ (72)発明者 三宅晴久 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的にＣ−Ｈ結合を有しない非結晶性
   含フッ素重合体をマトリックスとする屈折率分布型光伝
   送体とそれ以外の光伝送体をデバイスを介することなく
   接続されてなる光伝送体。
2. 【請求項２】 それ以外の光伝送体が石英光ファイバー
   または石英光部品である請求項１記載の光伝送体。
3. 【請求項３】 非結晶性含フッ素重合体が、主鎖に環構
   造を有する含フッ素重合体である請求項１記載の光伝送
   体。
4. 【請求項４】 主鎖に環構造を有する含フッ素重合体が
   以下の（Ｉ）〜（ＩＶ）から選ばれる繰り返し単位を有
   する請求項２記載の光伝送体。 【化１】 ［上記（Ｉ）〜（ＩＶ）式において、ｌは０〜５、ｍは
   ０〜４、ｎは０〜１、ｌ＋ｍ＋ｎは１〜６、ｏ，ｐ，ｑ
   はそれぞれ０〜５、ｏ＋ｐ＋ｑは１〜６、Ｒ³、Ｒ⁴はＦ
   またはＣＦ₃、Ｒ⁵はＦまたはＣＦ₃、Ｒ⁶はＦまたはＣＦ
   ₃、Ｘ¹はＦまたはＣｌ、Ｘ²はＦまたはＣｌである。］
5. 【請求項５】 伝送される光信号の波長範囲が２００〜
   １６００ｎｍから選択された任意の波長である請求項１
   記載の光伝送体。
6. 【請求項６】 屈折率分布型プラスチック光ファイバー
   と石英シングルモード光ファイバーとがコネクターを介
   して直接接続されてなる請求項１記載の光伝送体。