JPH08334605A

JPH08334605A - プラスチック光伝送体の製造方法および溶融紡糸装置

Info

Publication number: JPH08334605A
Application number: JP7137984A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Matsumoto; 正廣松本; Yoshi Hiramoto; 叔平本
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1995-06-05
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【構成】吐出部の温度が本体部より低温になってい
る複合紡糸口金から吐出させることにより、内部に連続
的に変化する屈折率分布を有するプラスチック光伝送体
を製造する方法。【効果】透光性が優れているだけでなく、局所的な
揺らぎの少ない連続的に変化する滑らかなプロファイル
曲線の屈折率分布を有するプラスチック光伝送体を、安
定した品質で生産性良く連続的に容易に製造することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ、光導波
路、ロッドレンズなどに有効に使用される、重合体内部
に連続的に変化する屈折率分布を有するプラスチック光
伝送体の製造方法およびそれに用いられる溶融紡糸装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】線状体又は棒状体の中心から外周に向か
って、連続的に屈折率が変化する領域を有する石英ガラ
ス製の光伝送体は既に提案され、実用化されている。し
かしながら、石英系光伝送体は優れた透光性能を持って
いるが、可撓性が悪く耐衝撃性も乏しい等、機械的特性
に問題があり、また高価であるという欠点を有してい
た。これに対して、プラスチック系光伝送体は、透光
性能では石英系よりも劣るが、軽くて加工性が良く、可
撓性も良く、安価である等の利点がある。

【０００３】このプラスチック系光伝送体のなかでもロ
ッドレンズや広帯域光ファイバなどに利用される、中心
部から外周部へと連続的に低下する屈折率分布を有する
光伝送体を製造する方法が既にいくつか提案されてい
る。

【０００４】例えば、屈折率が重合体と異なる単量体単
独または重合体単量体混合物を、光伝送体を主に形成す
る重合体の表面又は中空状内面に接触させて重合体内部
に拡散させて濃度分布を持たせた後に重合する方法（特
公昭52-5857 号，特公昭56-37521号，特開平2-33104
号，特開平3-42604 号，特開平3-64704 号，特開平3-65
904 号公報等）、屈折率および単量体反応性比が異なる
２種類以上の単量体を透明容器内で光重合させることに
よって屈折率分布を持たせる方法（特公昭54-30301号，
特開昭61-130904 号公報等）、揮発性が高く重合体と異
なる屈折率の単量体を含有した重合体を紡糸し、表面よ
り単量体を揮発させて濃度分布を持たせた後に重合する
方法（特開昭62-209402 号公報等）、単量体反応性比は
かなり近似するが屈折率は異なる２種類以上の単量体
を、この単量体に溶解される重合体容器内に充填した後
に重合する方法（特開平4-97302 号，特開平4-97303 号
公報）などがある。

【０００５】しかし、これらの方法は全て、屈折率が大
きく異なる（例えば０．０４以上）重合体が生成され、
かつ単量体反応性比が多少なりとも異なる２種類以上の
単量体を反応させ、又は、先に形成されている重合体成
形体内でこの重合体と屈折率が大きく異なる重合体を与
える単量体の単独重合反応などが行われるため、重合が
完結した重合体内に屈折率の異なるミクロな相分離構造
が形成されることを避けることができなかった。このた
め、透光性能に悪影響を与えてしまうという欠点を有し
ていた。

【０００６】さらに、屈折率分布型プラスチック光伝送
体でありながら優れた透光性が付与できる製造方法が特
願平３−２７４３５４号として既に提案されている。こ
れは、屈折率の異なる単量体を重合させて屈折率分布を
形成する従来の製造方法とは異なり、非重合性の材料を
用いるので、重合速度の差に基づく相分離による光散乱
が抑えられ、導光損失を小さくできる製造方法である。
しかし、この方法によれば透光性能に優れた屈折率分布
型光伝送体を得ることができるものの、ここで提案され
ている方法は、予め作製した重合体製中空管の中空内
に、その中空管の重合体を溶解し且つ高屈折率非重合性
化合物（一般に可塑剤といわれる物質）を含有する重合
性溶液を充填し、この充填溶液中の高屈折率非重合性化
合物の外周部への拡散を促しながら重合してロッド状の
プリフォ−ムを得た後に、所望の径になるように溶融し
て引き伸ばすというバッチ式生産の方法であるので、生
産性が極めて悪く、品質が不均一になるなど工業化技術
としては大きな問題点を有している。

【０００７】そこで、重合体と屈折率が異なる透明な拡
散性の材料を周辺部あるいは中心部に向けて拡散させな
がら、または拡散させた後に押出溶融成型することによ
って連続的に製造する方法が特願平４−２３８８１１号
として既に提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この方法によれば、屈
折率分布形成のために非重合性化合物（一般に可塑剤と
いわれる物質）を用いるため、例えば、ベ−スとなる熱
可塑性の重合体としてプラスチック光伝送体に一般的に
使用されているポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ、ｎ
Ｄ²⁰＝１．４９２）を用い、屈折率分布型光伝送体とし
て有用なコア中心部とクラッドの屈折率差０．０１５程
度以上を得るために、入手が容易で透明な非重合性化合
物（ｎＤ²⁰＝１．５０〜１．６５）を使用すれば、高屈
折率部分に１５〜２０重量部程度含有させる必要があ
り、この結果、重合体のガラス転移温度が低下し、且つ
溶融粘度も低下する。

【０００９】このような非重合性化合物を含有する熱可
塑性の重合体を、加熱シリンダに充填して溶融させ、該
加熱シリンダを具備した２本または３本の押出しノズル
を同心状に且つ各出射口が上流から下流側に順次位置す
るように多重配置し、該シリンダに充填された溶融重合
体に含有する拡散可能な材料（非重合性化合物）を各ノ
ズル間で拡散させた後に、最下部のノズルから吐出させ
て光伝送体を得る。

【００１０】この拡散領域の加熱温度が高いほど、ベ−
スとなる重合体の溶融粘度が低下することに加え、この
溶融重合体中を拡散させる拡散可能な材料（非重合性化
合物）の分子運動が大きくなることから、拡散速度が高
くなり、所望の濃度分布（屈折率分布）を得るには、生
産性の面で有利である。

【００１１】しかし、従来の技術に使用される熱拡散領
域を有する最下部のノズル（口金孔）から吐出させる構
造では、拡散領域の加熱温度は、最下部のノズル（口金
孔）から吐出した重合体が紡糸可能である溶融粘度（１
０，０００〜１５０，０００ポイズ）の温度に制限され
てしまう。さらに、プラスチック光伝送体に一般的に使
用されている重合体としてＰＭＭＡ（重量平均分子量５
０，０００〜１００，０００）を例にとると、この重合
体に非重合性化合物（例えば、分子量１５０〜３５０、
沸点２５０〜３５０℃）を１０重量部程度含有したもの
を使用すると、溶融状態でノズル（口金孔）から外部へ
吐出する際、押出しの圧力から解放されるため、加熱温
度が高く溶融粘度が低いと、含有する揮発成分のために
発泡する。そのため、泡の生成のないきれいな光伝送体
を得るためには、例えばこの条件では、加熱温度は１９
０℃程度以下に制限され、比較的に溶融粘度が高い状態
での熱拡散を強いられる。ステップインデックス型光伝
送体よりも十分に広い伝送帯域を得ることができる屈折
率分布（濃度分布）を形成するためには、非常に長時間
を要し、ノズル（口金）長さなどの加熱領域を長く取り
且つ紡糸速度を遅くする必要があるなど、生産性の面で
劣っているという欠点を有していた。図１のような従来
の複合紡糸口金を使用した場合も同様である。

【００１２】以上のように、従来の方法では、生産性良
く、連続的な屈折率分布を有するプラスチック光伝送体
を作製することは困難であった。

【００１３】そこで、本発明は、上記のような従来技術
の欠点を解消し、生産性良く、ポリメタクリル酸メチル
系のステップインデックス型光伝送体に匹敵する透光性
能であり屈折率が連続的に変化する領域を有するプラス
チック光伝送体の製造方法およびその装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、吐出部の温度が本体部より低温になって
いる複合紡糸口金から吐出させることにより、内部に連
続的に変化する屈折率分布を有する光伝送体とするプラ
スチック光伝送体の製造方法からなる。

【００１５】このようなプラスチック光伝送体として
は、透明な重合体内に該重合体とは屈折率が異なる透明
な非重合性化合物を含有し、該非重合性化合物の拡散に
基ずく濃度分布に応じて屈折率が連続的に変化する領域
を有するプラスチック光伝送体が挙げられる。

【００１６】本発明に用いられる重合体は、透明性の高
いものであれば良く、無色であることが好ましい。例え
ば、メタクリル酸エステル（そのエステル置換基は例え
ば、メチル，エチル，イソプロピル，ｔ−ブチル，シク
ロヘキシル，4-メチルシクロヘキシル，フェニル，1-フ
ェニルエチル，1-フェニルシクロヘキシル，ベンジル，
ｎ−ボルニル、イソボルニル等），メタクリル酸フッ素
化アルキル（そのフッ素化アルキル基は例えば、2,2,2-
トリフルオロエチル，2,2,3,3-テトラフルオロプロピ
ル，2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロプロピル，2,2,3,
4,4,4-ヘキサフルオロプロピル等），α- フルオロアク
リル酸アルキル（そのアルキル基は例えば、メチル，エ
チル，イソプロピル等），α- フルオロアクリル酸フッ
素化アルキル（そのフッ素化アルキル基は例えば、2,2,
2-トリフルオロエチル，2,2,3,3-テトラフルオロプロピ
ル，2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロプロピル，2,2,3,
4,4,4-ヘキサフルオロプロピル等），スチレン，置換ス
チレン（その置換基は例えば、メチル，ジメチル，ｔ−
ブチル，クロロ，ジクロロ，ブロモ，フルオロ，フェニ
ル等），フッ化ビニリデン，テトラフルオロエチレンな
どの単量体を重合した単独重合体や共重合体が挙げられ
る。

【００１７】そして、使用する重合体の数は、１種類に
限らず、多数使用しても構わない。本発明に使用される
非重合性化合物は、この重合体と相溶性があって該重合
体中に均一分散できること、透明であること、非重合性
であって、単独重合体も、ベースの重合体を生成する単
量体との共重合体も形成しないことが必要である。この
ような非重合性化合物を用いれば、重合体内に屈折率の
異なるミクロな相分離構造が形成されることがなく、透
光性能の低下を防止することができる。さらに、その沸
点が重合体の溶融成型温度より高いことも必要である。

【００１８】さらに、この非重合性化合物の数も、１種
類に限らず、多数使用しても構わない。ただし、少なく
ともそのうちの１種類は、光伝送体を構成する重合体と
は異なる屈折率、例えば０．０２以上異なる屈折率を有
することが必要である。

【００１９】この非重合性化合物としては、例えば、フ
タル酸エステル系（そのエステル置換基は例えば、ベン
ジルn-ブチル，ジメチル，ジエチル，ジアリル，ジブチ
ル，ジイソブチル，ジシクロヘキシル，ジn-オクチル，
ジ2-エチルヘキシル等），安息香酸エステル系（そのエ
ステル置換基は例えば、ベンジル等），アジピン酸エス
テル系（そのエステル置換基は例えば、ジカプリル，ジ
イソオクチル等），セバシン酸エステル系（そのエステ
ル置換基は例えば、ジブチル，ジ2-エチルヘキシル
等），リン酸系化合物（例えば、リン酸トリブチル，リ
ン酸トリフェニル，リン酸ジフェニルクレジル，亜リン
酸トリフェニル等），ベンゼン系化合物（例えば、ブロ
モベンゼン，ジクロロベンゼン，ブロモヨ−ドベンゼ
ン，ジフェニルエ−テル，ブロモジフェニルエ−テル，
ジフェニルスルフィド，フェノキシトルエン等），ナフ
タレン系化合物（ブロモナフタレン，ブロモメチルナフ
タレン，メチルナフタレン，ジメチルナフタレン，エチ
ルナフタレン，イソプロピルナフタレン等）などが挙げ
られる。また、重合体の組成がフッ素化単量体主体の場
合には、前記非重合性化合物のフッ素化物などが挙げら
れる。

【００２０】本発明の実施に当たって、光伝送体に集光
性を持たせる為には、光伝送体の中心部の屈折率を周辺
部のそれよりも高くすれば良く、逆に光発散性を持たせ
る為には、中心部の屈折率を周辺部のそれよりも低くす
れば良い。この様な屈折率分布を連続した分布として形
成するには、特願平３−２７４３５４号，特願平４−２
３８８１１号として既に提案されているように、重合体
と屈折率の異なる非重合性化合物を重合体内部で拡散さ
せると良い。

【００２１】しかし、従来の技術のように、使用される
熱拡散領域を有する最下部のノズル（口金孔）から吐出
させる構造では、拡散領域の加熱温度は、最下部のノズ
ル（口金孔）から吐出した重合体が紡糸可能である溶融
粘度の温度に制限され、加熱温度が高く溶融粘度が低い
と、溶融状態でノズル（口金孔）から外部へ吐出する
際、押出しの圧力から解放されるため、含有する揮発成
分のために発泡する。そのため、泡の生成のないきれい
な光伝送体を得るためには、比較的に溶融粘度が高い状
態での熱拡散を強いられるために、所望の濃度分布（屈
折率分布）を得るには、非常に長時間を要し、ノズル
（口金）長さなどの加熱領域を長く取り且つ紡糸速度を
遅くする必要があるなど、生産性の面で劣っているとい
う欠点を有していた。

【００２２】そこで、本発明は、吐出部の温度が本体部
より低温になっている複合紡糸口金から吐出させること
により、内部に連続的に変化する屈折率分布を有する光
伝送体とするプラスチック光伝送体を得る。

【００２３】本発明の製造方法では、複合紡糸口金の本
体内部の加熱拡散領域において比較的高温で重合体の溶
融粘度が低い状態で非重合性化合物を熱拡散させた後に
または熱拡散させながら複合紡糸口金の吐出部に押し出
し、加熱拡散部分よりも比較的に温度の低い冷却吐出部
分内部で比較的に低温で重合体の溶融粘度が高い状態と
した後に、吐出孔（口金孔）から外部に吐出させる。こ
の方法にすることで、拡散領域の加熱温度は、ノズル
（口金孔）から外部へ吐出した重合体が紡糸可能である
溶融粘度の温度に制限されず、吐出する際、溶融重合体
の粘度が低いために、含有する揮発成分のために発泡し
たり、そのままでは紡糸できない高い温度にでも自由に
設定することができる。このことにより、従来の技術で
は不可能であった高温低溶融粘度の重合体中における非
重合性化合物の熱拡散が可能になった。その結果、従来
の比較的低温高溶融粘度の重合体中における拡散よりも
比較的に短時間で所望の濃度分布（屈折率分布）を得る
ことができるようになり、技術的および生産性の面でも
有利になった。

【００２４】プラスチック光伝送体に一般的に使用され
ている重合体としてＰＭＭＡ（重量平均分子量５０，０
００〜１００，０００）を例にとると、この重合体に非
重合性化合物（例えば、分子量１５０〜３５０、沸点２
５０〜３５０℃）を１０重量部含有したものを使用する
と、溶融状態でノズル（口金孔）から外部へ吐出する
際、きれいな光伝送体を得るためには、例えばこの条件
では、加熱温度は１９０℃程度以下に制限され、比較的
に溶融粘度が高い状態での熱拡散を強いられるために、
所望の濃度分布（屈折率分布）を得るには、非常に長時
間を要する。

【００２５】一方、本発明の技術を用いれば、３００℃
以上の温度で重合体中の非重合性化合物を熱拡散させる
ことが可能である。ただし、ＰＭＭＡのような高温で解
重合しやすい重合体を用いる場合には、その解重合温度
以下で熱拡散させることが好ましい。ＰＭＭＡを使用す
る場合には、２５０℃以下が好ましい。

【００２６】また、非重合性化合物を、非重合性化合物
を含まない重合体内部に拡散させたり、非重合性化合物
の含有量が相対的にかなり少ない（例えば、その差が５
重量部以上）重合体内部に拡散させて、連続的な屈折率
分布を形成すると、重合体内部に非重合性化合物含有量
の大きな勾配が形成される。この結果、部分的に溶融粘
度が異なることとなり、紡糸が困難であったり、溶融粘
度の高いほうに拡散しにくいなどの問題が有るため、重
合体内部の非重合性化合物含有量は、それぞれの相でほ
ぼ同じであることが好ましい。

【００２７】さらに、本発明の光伝送体は、２種類以上
の屈折率の異なる非重合性化合物を２相間で相互に拡散
する方法で得ることが好ましい。この相の数は多数でも
よい。こうして得られた光伝送体は、温度変化に安定な
光学的特性を示す。

【００２８】さらに、通信用途に使用するなど、８５℃
といった高い耐熱性が必要な場合には、重合体内部を拡
散させる２種類以上の屈折率の異なる非重合性化合物の
中に、この重合体よりも高屈折率および低屈折率の非重
合性化合物が含まれることが好ましい。このような高屈
折率非重合性化合物と低屈折率非重合性化合物を対向す
る方位に拡散させることで、高屈折率非重合性化合物の
み又は低屈折率非重合性化合物のみを拡散させた場合と
比較して、これと同じ屈折率差を得るために重合体に含
有させる非重合性化合物の量が相対的に減る。このた
め、一般的に非重合性化合物を含有する量に応じて低下
する重合体のＴｇが、相対的に高くなり、これによって
得られる光伝送体の耐熱性も向上することになる。こう
して得られた光伝送体は、重合体にポリメタクリル酸メ
チルなどを用いた場合でも、従来の技術では困難であっ
た８５℃の耐熱性を有することが可能となる。

【００２９】また、例えば光ファイバを製造する場合に
は、重合体内部の非重合性化合物の熱拡散を十分に行
い、中心部から周辺部方向に連続的に低下する屈折率分
布を、中心からの距離の２乗に比例した分布に近づける
ほど光ファイバの伝送帯域は広いものとなる。これを延
伸せずに適当な長さで切断してロッドレンズとした場合
には、画像に歪みのないものとなる。

【００３０】本発明の実施方法を、例で説明するが、本
発明はこれらに限定されない。

【００３１】まず重合装置に、１種類または２種類以上
の単量体、重合開始剤、及び必要に応じて分子量調整剤
を混合した単量体混合物を供給し、これを熱重合または
光重合して重合体を得る。重合開始剤としては、例えば
アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、過酸化ベ
ンゾイル等の過酸化物等の通常のラジカル重合開始剤
が、また、分子量調整剤としてはｎ−ブチルメルカプタ
ン等のメルカプタン類等の通常のラジカル連鎖移動剤が
用いられる。

【００３２】こうして得られた重合体中に、均一な濃度
になるように非重合性化合物を混合して、透明な非重合
性化合物含有重合体を作製する。この作製には公知の可
塑剤入り重合体を作製する方法を用いればよい。また、
重合する前に、重合性単量体中に非重合性化合物を混合
しておいてから重合して、非重合性化合物含有重合体を
得ても構わない。

【００３３】この非重合性化合物含有重合体は、含有す
る非重合性化合物の屈折率が異なるものを２種類以上作
製する。そして、非重合性化合物含有重合体が２種類の
場合には、例えば図２のような２重同心円状の吐出孔を
有する複合紡出口金の内側部（２）に非重合性化合物Ｃ
含有重合体Ａを、外側部（３）に非重合性化合物Ｄ含有
重合体Ｂをギヤポンプで導く。非重合性化合物含有重合
体が３種類以上使用する場合には、多重同心円状の吐出
孔を有する複合紡出口金または、２重に複合後さらに順
次複合できるような多段式の複合紡出口金を用いて同様
に行う。ここまでの重合、非重合性化合物混合、紡出口
金の工程は、連続していることが好ましいが、別の工程
で行われても構わない。

【００３４】この後、この非重合性化合物Ｃ含有重合体
Ａと非重合性化合物Ｄ含有重合体Ｂとを同時にそれぞれ
複合紡出口金の内側吐出孔（２）、外側吐出孔（３）か
ら押し出して複合紡出口金内部で芯鞘状複合のロッド状
体とする。非重合性化合物含有重合体が３種類以上の場
合は、多層状複合のロッド状体となる。

【００３５】次に、複合紡出口金内部の加熱拡散部分
（８）において、この芯鞘状複合のロッド状体を比較的
低い溶融粘度の状態の高温で一定時間加熱する。非重合
性化合物Ｃ，Ｄは、重合体Ａ，Ｂに相溶するものである
から、重合体Ａに含有されている非重合性化合物Ｃは非
重合性化合物Ｄ含有重合体Ｂ内に、重合体Ｂに含有され
ている非重合性化合物Ｄは非重合性化合物Ｃ含有重合体
Ａ内に拡散する。この結果、非重合性化合物Ｃ，Ｄは、
それぞれ始めに含有していた相から隣接している他相へ
対向する方位に連続的に減少する濃度分布で分散され
て、ロッド状体内部に連続的に変化する屈折率分布が形
成される。また、多層状複合のロッド状体の場合も同様
である。

【００３６】その後、ロッド状体を、例えば図２のよう
に加熱拡散部分（８）よりも比較的に温度の低い冷却吐
出部分内部（９）へ押し出し、比較的低温で重合体の溶
融粘度を高い状態とした後に、吐出孔（口金孔）（７）
から外部に吐出させる。この吐出時の溶融粘度は、１
０，０００〜１５０，０００ポイズであることが好まし
い。さらに好ましくは、２０，０００〜１００，０００
ポイズである。

【００３７】こうして得られた光伝送体は、ローラーを
介してそのまま巻取りドラムで巻き取ってもよいが、よ
り実用性を持たせるため、非重合性化合物の散逸を防ぐ
目的で被覆を施すのが好ましい。

【００３８】この被覆成分には、非重合性化合物が相溶
しにくいものが好ましい。例えば、前記炭化水素系の非
重合性化合物の場合には、フッ素系樹脂（例えば、フッ
化ビニリデン，テトラフルオロエチレン，前記メタクリ
ル酸フッ素化アルキル，α-フルオロアクリル酸アルキ
ル，α- フルオロアクリル酸フッ素化アルキルなどの共
重合体）。フッ素系の非重合性化合物の場合には、炭化
水素系樹脂がある。しかし、非重合性化合物の極性の影
響で特定の樹脂に相溶しないものがあり、この性質を利
用することもできるので、このかぎりではない。

【００３９】被覆の方法は、別工程で行っても良いし、
口金吐出後の巻取りドラムで巻き取る前に連続的に行っ
ても良い。または、多重同心円状の吐出孔を有する複合
紡出口金や、２重に複合後さらに順次複合できるような
多段式の複合紡出口金を用いて、屈折率分布を形成する
光伝送体の外周部に導入して同時に溶融紡糸しても良
い。

【００４０】また、得られた光伝送体を光ファイバとす
る場合には、所望の線径となるように巻取りドラムの前
で、あるいは、巻取った後の別工程で、延伸すればよ
い。また、ロッドレンズを作製する場合には、巻取らず
に所定の長さに切断してロッドレンズとすればよい。

【００４１】本発明によって得られるプラスチック光伝
送体は、光ファイバ、ロッドレンズなどに使用される
が、この他、光導波路などにも有効に使用される。

【００４２】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。

【００４３】各実施例中の評価は、インタ−ファコ干渉
顕微鏡を用いて屈折率分布の測定を行うと共に、カット
バック法による光伝送損失測定を適宜行った。

【００４４】実施例１重合装置内でメタクリル酸メチル１００重量部，アゾビ
スイソブチロニトリル０．０１５重量部，ｎ−ブチルメ
ルカプタン０．２重量部を有する混合物を重合して得た
ｎＤ²⁰１．４９２のポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）９３重量部とジフェニルスルフィド（ｎＤ²⁰１．６
３）７重量部の混合物を、２重同心円状の吐出孔を有す
る紡出口金の内側部に導き、さらに、同じ口金の外側部
に、ＰＭＭＡ９３重量部とアジピン酸ジメチル（ｎＤ²⁰
１．４３）７重量部の混合物を導いて、口金本体内部に
同時に押し出して直径４ｍｍの２重複合ロッド状とし
た。この状態のまま２３０℃の口金内部（８０ｃｍ長）
で連続的に押し流しながら非重合性化合物の相互拡散を
促した。その後、１８０℃にセットされている口金吐出
部（１０ｃｍ長）まで連続的に押し出し、吐出部で冷却
した後に、外部へ吐出させながら５ｍ／ｍｉｎで巻取
り、直径０．５ｍｍの光ファイバを得た。得られた光フ
ァイバの屈折率分布を測定したところ、中心から周辺部
に向かって徐々に減少する分布が形成されていた。中心
部と周辺部との屈折率差は、約０．０１５であった。室
温で光伝送損失測定を行ったところ、波長６５０ｎｍで
１５０ｄＢ／ｋｍと低い値を示した。

【００４５】実施例２重合装置内でメタクリル酸メチル１００重量部，アゾビ
スイソブチロニトリル０．０１５重量部，ｎ−ブチルメ
ルカプタン０．２０重量部を有する混合物を重合して得
たｎＤ²⁰１．４９２のポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）９２重量部とブロモナフタレン（ｎＤ²⁰１．６６）
８重量部の混合物を、３重同心円状の吐出孔を有する紡
出口金の内側部に導き、さらに、同じ口金のこの隣りの
外側部に、ＰＭＭＡ９３重量部とブロモジフェニルエ−
テル（ｎＤ²⁰１．６１）７重量部の混合物を導き、さら
にこの隣りの外側部に、ＰＭＭＡ９３重量部とリン酸ト
リブチル（ｎＤ²⁰１．４２）７重量部の混合物を導い
て、口金本体内部に同時に押し出して直径４ｍｍの３重
複合ロッド状とした。この状態のまま２３０℃の口金内
部（８０ｃｍ長）で連続的に押し流しながら非重合性化
合物の相互拡散を促した。その後、１８０℃にセットさ
れている口金吐出部（２０ｃｍ長）まで押し出し、吐出
部で冷却した後に、外部へ吐出させながら１０ｍ／ｍｉ
ｎで巻取り、直径０．５ｍｍの光ファイバを得た。

【００４６】得られた光ファイバの屈折率分布を測定し
たところ、中心から周辺部に向かって徐々に減少する分
布が形成されていた。中心部と周辺部との屈折率差は、
約０．０１６であった。室温で光伝送損失測定を行った
ところ、波長６５０ｎｍで１４０ｄＢ／ｋｍと低い値を
示した。

【００４７】比較例１重合装置内でメタクリル酸メチル１００重量部，アゾビ
スイソブチロニトリル０．０１５重量部，ｎ−ブチルメ
ルカプタン０．２重量部を有する混合物を重合して得た
ｎＤ²⁰１．４９２のポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）９３重量部とジフェニルスルフィド（ｎＤ²⁰１．６
３）７重量部の混合物を、２重同心円状の吐出孔を有す
る紡出口金の内側部に導き、さらに、同じ口金の外側部
に、ＰＭＭＡ９３重量部とアジピン酸ジメチル（ｎＤ²⁰
１．４３）７重量部の混合物を導いて、口金本体内部に
同時に押し出して直径４ｍｍの２重複合ロッド状とし
た。この状態のまま２３０℃の口金内部（口金長８０ｃ
ｍ）で連続的に押し流しながら非重合性化合物の相互拡
散を促した。そのまま口金吐出部まで押し出し、外部へ
吐出させたところ、重合体は激しく発泡して、光伝送体
は得られなかった。

【００４８】比較例２重合装置内でメタクリル酸メチル１００重量部，アゾビ
スイソブチロニトリル０．０１５重量部，ｎ−ブチルメ
ルカプタン０．２重量部を有する混合物を重合して得た
ｎＤ²⁰１．４９２のポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）９３重量部とジフェニルスルフィド（ｎＤ²⁰１．６
３）７重量部の混合物を、２重同心円状の吐出孔を有す
る紡出口金の内側部に導き、さらに、同じ口金の外側部
に、ＰＭＭＡ９３重量部とアジピン酸ジメチル（ｎＤ²⁰
１．４３）７重量部の混合物を導いて、口金本体内部に
同時に押し出して直径４ｍｍの２重複合ロッド状とし
た。この状態のまま１９０℃の口金内部（口金長８０ｃ
ｍ）で連続的に押し流しながら非重合性化合物の相互拡
散を促した。その後口金外部へ吐出させながら５ｍ／ｍ
ｉｎで巻取り、直径０．５ｍｍの光ファイバを得た。

【００４９】実施例１と同様、中心部と周辺部との屈折
率差は、約０．０１５であった。室温で光伝送損失測定
を行ったところ、波長６５０ｎｍで１５０ｄＢ／ｋｍと
低い値を示した。

【００５０】しかし、得られた光ファイバの屈折率分布
を測定したところ、中心から周辺部方向に向かって徐々
に減少する分布が形成されているが、屈折率分布形成で
きた領域は、実施例１の１／３以下であった。同じ光フ
ァイバを得るためには、１ｍ／ｍｉｎ以下の巻取り速度
にする必要があった。

【００５１】

【発明の効果】本発明の製造方法および溶融紡糸装置を
使用することで、透明性が高く、拡散現象を利用した局
所的な揺らぎの少ない連続的に変化する滑らかなプロフ
ァイル曲線の屈折率分布を有するプラスチック光伝送体
を、安定した品質で生産性良く連続的に製造することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術で使用される複合紡出口金装置の
模式図である。

【図２】本発明を実施するために用いる複合紡出口金
装置の一例を模式的に示すものであり、縦断面概略図で
ある。

【図３】実施例１で作製された光伝送体の屈折率分布
曲線を示す図である。

【図４】比較例２で作製された光伝送体の屈折率分布
曲線を示す図である。

【符号の説明】

１：２重同心円状紡出口金複合部分２：その内側吐出孔３：その外側吐出孔４：内側吐出孔へ導く非重合性化合物重合体混合物５：外側吐出孔へ導く非重合性化合物重合体混合物６：非重合性化合物の加熱拡散部分７：紡出吐出孔８：２重同心円状紡出口金加熱拡散部分９：２重同心円状紡出口金冷却吐出部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出部の温度が本体部より低温になっ
ている複合紡糸口金から吐出させることにより、内部に
連続的に変化する屈折率分布を有する光伝送体を作製す
ることを特徴とするプラスチック光伝送体の製造方法。
【請求項２】透明な重合体内に該重合体とは屈折率
が異なる透明な非重合性化合物を含有し、該非重合性化
合物の拡散に基ずく濃度分布に応じて屈折率が連続的に
変化する領域を有するプラスチック光伝送体の製造方法
において、該非重合性化合物を含有する該重合体を溶融
状態で複合紡糸口金内部へ導き、該口金内部で該非重合
性化合物を拡散させた後に、吐出部の温度が本体部より
低温になっている該複合紡糸口金孔から吐出させること
を特徴とする請求項１に記載のプラスチック光伝送体の
製造方法。
【請求項３】内部に連続的に変化する屈折率分布を
有する光伝送体を製造することに使用される溶融紡糸装
置であって、吐出部の温度が本体部より低温になってい
る複合紡糸口金を具備することを特徴とする溶融紡糸装
置。