JPH0381704A - プラスチック光伝送体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光集束性レンズ、光集束性ファイバ等に利用
される、中心から外周に向かって連続的な屈折率分布を
有するプラスチック光伝送体の製造方法に関するもので
ある。

［従来の技術及び解決すべ、き課！！！］中心から外周
に向かって連続的な屈折率分布を有する光伝送体は、す
でに特公昭４７−８１６号においてガラス製のものが提
案されている。

しかしながら、ガラス製の光伝送体は、生産性が低く、
高価なものとなり、かつ屈曲性も乏しいという問題点を
有している。

このようなガラス製光伝送体に対し、プラスチック製の
光伝送体を製造する方法がいくつか提案されている。こ
れらの中心から外周に向かって連続的な屈折率分布を有
するプラスチック光伝送体の製造方法を大別すると、（
］）イオン架橋重合体よりなる合成樹脂体の中心軸より
その表面に向かって金属イオンを連続的に濃度変化をも
たせるようにしたもの（特公昭４７−２６９１３号）、
（２）屈折率の異なる２種以上の透明な重合体の混合物
より製造された合成樹脂体を特定の溶剤で処理し、前記
合成樹脂体の構ｔｃ成分の少なくとも１つを部分的に溶
解除去することによって製造するもの（特公昭４７−２
８０５９号）（３）２種の屈折率の異なるモノマーを、
重合方法を工夫して、表面から内部にわたり連続的に屈
折率分布ができるようにするもの（特公昭５４−３０３
０１号）　、（４）架橋重合体の表面より屈折率の低い
モノマーを拡散させて、表面より内部にわたり、このモ
ノマーの含有率が連続的に変化するように配置したのち
に重合して屈折率分布をもたせたもの（特公昭５２−５
８５７号、特公昭５６−３７５２１号）、および（５）
反応性を有する重合体の表面より、重合体よりも低い屈
折率を有する低分子化合物を拡散、反応させて、表面よ
り内部にわたり連続的に屈折率分布をもたせるようにす
るもの（特公昭５７−２９６８２号）等である。

これら従来法の共通した問題点としては、拡散あるいは
抽出などの工程に長時間を要することや長さが限定され
るなどから、生産工程は断続的であり、換言すればバッ
チ式生産方法であり、生産性が極めて悪いのと同時に製
造条件の選定が極めて難しかったり、再現性が得られな
い等、工業化技術としては、それぞれ問題点を有する製
造方法である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記従来技術が抱えていた断続的な生産工程
による不合理性を解決し、ガラスあるいはプラスチック
光ファイバと同様な連続的な生産を可能とするものであ
り、重合体と単量体との混合物よりのファイバ状賦形物
表面からの急速な単量体の揮散を防止し、かつ、低屈折
率単量体のファイバ状物内への均一拡散を行わせ、常に
均一な屈折率分布を備えた光伝送体を得ることを目的と
して検討した結果本発明を充放した。

すなわち本発明の要旨とするところは、単量体（Ａ）と
重合体（Ｂ）の混合物をファイバ状に賦形し、単量体（
Ａ）の一部を重合せしめたのち、単量体（Ａ）の重合体
の屈折率よりも、低屈折率の重合体となる単量体（Ｃ）
をファイバ外周部より拡散せしめ、単量体（Ａ）と単量
体（Ｃ）の濃度分布を形威し、次いで未重合単量体を重
合することを特徴とする中心から外周にかけて連続的な
屈折率分布を有するプラスチック光伝送体の製造法にあ
る。

本発明の製造法の一例を示すと第１図のようになる。

単量体（Ａ）と重合体（Ｂ）の混合物（１）をシリンダ
（３）の中に挿入し、ピストン（２）によりノズル（４
）から押出し、ファイバ状に賦形したのち、活性光線照
射部（５）にて、単量体（Ａ）の一部を重合せしめる０
次いで単量体（Ａ）の重合体よりも、重合したのち低屈
折率となる単量体（Ｃ）を拡散槽（６）にて、ファイバ
外周部より拡散させ、中心から外周にかけて単量体（Ａ
）と単量体（Ｃ）の濃度分布を形威し、活性光線照射部
（７）にて、重合し、ニップローラ（８）で連続的に目
的の光伝送体（９）を得る。

このとき、活性光線による重合を容易にする目的で、照
射部内に窒素、アルゴンガス等の気体を導入することが
望ましい、また、単量体（Ａ）の重合率の制御は活性光
線照射部（５）での照射時間で行うことができる。

次に実施例により本発明の詳細な説明する。

本発明を実施するに際して用いる単量体（Ａ）及び単量
体（Ｃ）としては種々の屈折率の重合体を与え得る単量
体を用いることができ、メチル（メタ）アクリレート、
エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレ
ート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ
）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート
、アダマンチル（メタ）アクリレート、パーフルオロア
ルキル（メタ）アクリレート、バーフルオロジメチルジ
オキゾール、パーフルオロアルキルビニルエーテル、ス
チレン、α−メチルスチレンなどを挙げることができ、
これら単量体の組合せは単量体（Ａ）より得られる重合
体の屈折率が単量体（Ｃ）より得られる重合体の屈折率
よりも大きくなるような組合せとすることが、良好な屈
折率分布を備えた光伝送体を得るのに必要な条件となる
。

本発明を実施するに際して用いる重合体（Ｂ）としては
単量体（Ａ）及び単量体（Ｃ）との相溶性が良好なもの
であれば、いかなるものをも用いることができ、例えば
メチルメタクリレート系重合体、スチレン系重合体、ポ
リカーボネート、ポリ４−メチルペンテン−１や単量体
（Ａ）と単量体（Ｃ）の単独重合体又は共重合体を用い
ることができ、これらの重合体は本発明のフィラメント
状光伝送体の賦形性を良好にすること、及び屈折率分布
・急良好にするために必須のものである。

本発明においては単量体（Ｃ）の重合後の屈折率は単量
体（Ａ）よりの重合体の屈折率よりも小さいものである
ことが必要であり、この条件を満足しない場合には屈折
率分布が所望の特性を備えた光伝送体を得ることができ
ない。

本発明によると極めて均一性に優れ、所望の屈折率分布
を備えた光伝送体を常に作ることができるという大きな
利点を有している。

［実施例］ 実施例１ メチルメタクリレート（ポリマーｎ・−１，４８９）５
０重量部、ポリメチルメタクリレート（〔η〕−０，３
６（ＭＥＫ、　　２５℃））５０重量部、１−ヒドロキ
シシクロへキシルフェニルケトン１重量部の混合物を第
１図に示すｌシリンダ（３）内に均一に混合して挿入し
、ピストン（２）にてノズル（４）より押出す、このと
きのシリンダ温度は７０℃であった。

次に、５０℃のＮ！ガスが５４！／ｓｉｎで流れている
活性光線照射部（５）に導き、２０−でケミカルラフ１
８本で紫外線を３０秒間照射し、光重合して単量体（メ
チルメタクリレート）の重合率５０％のファイバを得た
。得られたファイバを拡散槽（６）に導びき、２．２．
３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレートをファ
イバ外周部より拡散せしめる。そのときの液温は４０℃
でファイバと２．２．３．３−テトラフルオロプロピル
メタクリレートとの接触拡散時間は３０秒とした。

次いで、５０℃のＮ８ガスが５４！／ｗｉｎで流れてい
る活性光線照射部（７）にて低圧水銀灯３本で紫外線を
１分間照射し光重合して、直径１■のプラスチック光伝
送体を得た。

この光伝送体の屈折率分布をインターフアコ干渉顕微鏡
で測定したところ中心屈折率が１．４８７、外周部の屈
折率が１．４７０であり、中心から外周部にかけて連続
的に変化していた。

また、この光伝送体を５ａｍの長さに切断し、その両端
を研磨し画像を観察したところ、倒立実像が観察された
。

実施例２ ベンジルメタクリレート（ポリマーｎゎ−１，５６）３
０重量部、メチルメタクリレート２０重量部、ポリメチ
ルメタクリレート５０重量部、ｌ−ヒドロキシシクロへ
キシルフェニルケトン１重量部の混合物を第１図に示す
ｌシリンダ（３）内に均一に混合して挿入し、ピストン
（２）にてノズル（４）より押出す、このときのシリン
ダ温度は７０℃であった。

次に、５０℃のＮ８ガスが５　ｍ！　／ｗｉｎで流れて
いる活性光線照射部（５）に導き、２０Ｗのケごカルラ
ンプ８本で紫外線を３０秒間照射し、光重合して単量体
の重合率４０％のファイバを得た。得られたファイバを
拡散槽（６）に導びき、２．２．３．３−テトラフルオ
ロプロピルメタクリレートを液温３０℃で両者の接触時
間を３０秒としファイバ外周部より拡散せしめる。

次いで、５０℃のＮ８ガスが５ｊ！／ｓｉｎで流れてい
る活性光線照射部（７）にて低圧水銀灯３本で紫外線を
１分間照射し光重合して、直径１鵬のプラスチック光伝
送体を得た。

この光伝送体の屈折率分布をインターフアコ干渉顕微鏡
で測定したところ中心屈折率が１．５０５、外周部の屈
折率が１．４６５であり、中心から外周部にかけて連続
的に変化していた。

また、この光伝送体を２．７閣の長さに切断し、その両
端を研磨し画像を観察したところ、倒立実像が観察され
た。

実施例３ ベンジルメタクリレート（ポリマーｎ、−１，５６）３
０重量部、メチルメタクリレート２０重量部、ポリメチ
ルメタクリレート５０重量部、１−ヒドロキシシクロへ
キシルフェニルケトン１重量部の混合物を第１図に示す
、シリンダ（３）内に均一に混合して挿入し、ピストン
（２）にて、ノズル（４）より押出す、このときのシリ
ンダ温度は７０″Ｃであった。

次に、５０°ＣのＮ８ガスが５４！／ｓｉｎで流れてい
る活性光線照射部（５）に導き、２０−のケ果カルラン
プ８本で紫外線を３０秒間照射し、光重合して単量体の
重合率４０％のファイバを得た。得られたファイバを拡
散槽（６）に導びき、２．２．３．３．４，４，５．５
−オクタフルオロペンチルメタクリレートを液温３０℃
で両者の接触時間を３０秒としたファイバ外周部より拡
散せしめる。

次いで、５０℃のＮ８ガスが５１／■ｉｎで流れている
活性光線照射部（７）にて低圧水銀灯３本で紫外線を１
分間照射し光重合して、直径１ｍのプラスチック光伝送
体を得た。

この光伝送体の屈折率分布をインターフアコ干渉顕微鏡
で測定したところ中心屈折率が１．５００、外周部の屈
折率が１．４６１であり、中心から外周部にかけて連続
的に変化していた。

また、この光伝送体を２．８園の長さに切断し、その両
端を研磨し画像を観察したところ、倒立実像が観察され
た。

［発明の効果］ 本発明の製造法により、従来技術がかかえていた均一な
屈折率分布を有する光伝送体の製造が難しいことその生
産工程が断続的とならざるを得ないことによる不合理性
を解決し、連続的な光伝送体の生産が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラスチック光伝送体の製造法を実施
するための装置の一例を示す模式図である。 ２・・・・ピストン ３・・・・シリンダ ４・・・・ノズル ６・・・・拡散槽 ５．７・・・・活性光線照射部 ８・◆・・ニップローラ ９・・・・光伝送体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単量体（Ａ）と重合体（Ｂ）の混合物をファイバ状に賦
   形し、単量体（Ａ）の一部を重合せしめたのち、単量体
   （Ａ）の重合体よりも、低屈折率の重合体となる単量体
   （Ｃ）をファイバ外周部より拡散せしめ、単量体（Ａ）
   と単量体（Ｃ）の濃度分布を形成し、次いで未重合単量
   体を重合することを特徴とする中心から外周にかけて連
   続的な屈折率分布を有するプラスチック光伝送体の製造
   法。