JPS6073502A - 合成樹脂光伝送体の製造方法 - 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】 本発明は屈折率分布を有する合成樹脂光伝送体を製造す
る方法に関する。

光伝送体として、中心軸からの距離の二乗に比例して減
少する屈折率の分布を有する透明棒状体が知られている
。。この透明棒状体は光線人出射面が平行平面であって
も凸レンズ作用を有し、またその屈折率分布は（１）式
で近似される。

ｎ２　（ｒ　）＝ｎｏ２　（／飄（ｇｒ）２）　（１）
（式中、ｎ（ｒ）は中心軸からの距離ｒの点における屈
折率、ｎｏは中心軸における屈折率、ｇは正の定数をそ
れぞれ表わす。） このような透明棒状体中を光束は蛇行して伝播し、その
周期りは（２）式で表される。

Ｌ＝２π／ｇ　（２） また、（３）式で近似されるように、中心からの距離の
２乗に比例して増大する屈折率分布を有する場合には、
透明棒状体は凹レンズ作用を有する光伝送体となる。

（式中、ｎ（ｒ）およびｎｏは前記に同じであり、Ｂは
正の定数である。） このような屈折率分布を有する合成樹脂光伝送体の製造
方法は、特公昭！；、２−３ｇ３７号公報、特開昭！；
／−／乙３９’Ａ号公報、特公昭Ｓ乙−３７！；２／号
公報、特願昭！；７−’１３３３１１号公報などに記載
されている。

特公昭！２−５ｇ！７号公報および特開昭！；ｌ−／６
３９４’号公報に記載された方法ではまず、網状重合体
Ｐａを生成する架橋性単量体Ｍａを液体状態から流動性
を失ったゲル状態になるまで初期重合させて透明なゲル
状母材を形成する。次いで、この母材を単量体Ｍａとは
異なる単量体Ｍｂからなる液相中に浸漬して、母材がそ
の表面から内部に向かって次第に減少するような単量体
Ｍｂの濃度勾配を持つように、単量体Ｍｂを拡散させる
。このとき、単量体Ｍｂとしては、網状重合体Ｐａの屈
折率とは異なる屈折率を有する重合体Ｐｂを生成する単
量体を用いる。単量体Ｍｂは拡散と同時におよび（また
は）拡散後の熱処理工程中に重合し、またこの時、単量
体Ｍａの重合も完結する。このようにして、特公昭５２
−３ざ３７号公報及び特開昭！；／−／乙３９’を号公
報に記載された方法では、所望の屈折率分布を有光 する合成樹脂へ伝送体を得るようにしている。

ところが上述した方法では、母材を液状の単量体Ｍｂ中
に浸漬させて母−材表面と液状の単量体Ｍｂとを直接接
触させるために、いくつか不利な点があった。例えば、
単量体Ｍｂの拡散と重合とを同時に行うような場合には
、浸漬湿度を比較的高温にするため、および母材中に通
常含有されている重合開始剤が浸漬時間の経過と共に液
相に溶出するため、液相中でも単量体Ｍｂの重合が徐々
に起って粘稠になる。その結果、拡散を終えて母材を液
相中から取り出す際に、このようにして形成された粘稠
層が母材表面に付着したまま取り出されてしまう。そし
て重合を完結させるために行う熱処理工程中に、この粘
稠層から単量体Ｍｂが浸出して母材内に拡散し、得られ
る光伝送体の外周部付近における屈折率の好ましくない
歪みを増大させる原因となる。しかしながら、一方、液
相での単量体Ｍｂの重合を抑制するために重合禁止剤を
加えておくと、これが単量体Ｍｂの拡散と同時に母材中
に拡散して熱処理工程における重合完結を阻害する。

また、単量体Ｍｂを拡散後に重合させるような場合は比
較的低い浸漬温度ですむが、この場合には拡散した単量
体Ｍｂが熱処理工程中に母材の外周部から蒸発するため
、やはり外周部付近の屈折率分布に好ましくない歪みを
増大させる原因となる。

特開昭５グ一／／９ワ３９号公報及び特願昭３７−’１
３３Ｓｌｌ公報に記載された方法は上述の方法を改良し
て外周部付近での屈折率分布の歪みを回避しようとする
ものである。これらの方法によれば、単量体Ｍｂの拡散
を気相中又は霧化状態で行っている。すなわち、単量体
Ｍｂの蒸気及び霧化雰囲気中に母材を所定時間配置して
単量体Ｍｂを母材内に拡散させ、この拡散と同時に単量
体Ｍｂを一部重合させ、最後に熱処理によって重合を完
結させるようにしている。この方法では、母材は液相の
単量体Ｍｂとでなく、気相及び霧化状態の単量体Ｍｂと
接触するので次のような利点がある。

（１）　母材の表面に余分の単量体Ｍｂが付着しない。

故に、熱処理工程中に付着した単量体Ｍｂが母材の表面
から内部へ拡散することがない。また、拡散を高温で行
うから単量体Ｍｂは母材内部に拡散しつつ重合して固定
化する。そこで、熱処理工程中に単量体Ｍｂが母材の外
周部から蒸発することもない。

が得られる。

ところで単量体Ｍｂの拡散を気相中又は霧化状態で行う
場合、拡散工程の条件は、単量体Ｍｂの気相濃度又は霧
化濃度及び拡散時間と拡散温度だけによって決定される
。一定の拡散温度においては、前記透明ゲル物体の転化
率が一定であるならば拡散速度は一定となるため、一定
温度で全体的に収差の小さ−い屈折率分布を有する合成
樹脂光伝送体を製造することは難しい。すなわち、拡散
温度を高めるために高温のもとて拡散共重合を行なわせ
ると母材中に拡散する単量体Ｍｂが母材中心部まで到達
しないうちに中心部での重合が完結してしまって中心部
付近での屈折率分布が（１）式から大きく外れたものと
なり、また相対的に低温度のもとて拡散を行なうと重合
完了までの間に時間がかかるために、母材中心部と周辺
部での濃度差が平準化されて屈折率分布が（１）式から
大きく外れた緩やかな分布となってしまう問題があった
。

本発明の目的は、上述の問題を解決し、屈折率分布がレ
ンズ周辺部まで良く（１）式と一致し、全体的に収差の
非常に少ない合成樹脂光伝送体を製造する方法を提供す
ることにある。

本発明に従った方法では、屈折率Ｈａの網状重合体ｐａ
を生成する１種又は複数種の単量体Ｍａを不完全に重合
させて自己保形性を有する母材を形成し、屈折率Ｈａと
は異なる屈折率Ｎｂを有する重合体ｐｂを生成する単量
体Ｍｂを、上記母材の表面からその内部へ拡散させると
共に重合させるようにした屈折率分布を有する合成樹脂
光伝送体の製造方法において、前記拡散工程で段階的又
は連続的な温度勾配を付与することによって前記単量体
Ｍｂの拡散速度、前記母材Ｈａの重合速度を制御する。

例えば特公昭Ｓ乙−３７！；、２／や特願昭５７−’ｔ
３３！ｉｌＩ号公報などに記載されているように単量体
Ｈｂの気体あるいは霧滴を含む雰囲気中に母材を静置し
バッチ式で合成樹脂光伝送体を製造する場合においては
、上記雰囲気温度を一定時間ごとに段階的に変化させる
かまたは一定の昇温速度で連続的に変化させればよい。

この場合、温度変化は上昇させても、低下させてもどち
らでもよい。拡散温度を上昇させると単量体Ｍｂの拡散
速度は増加し、前記透明ゲル物体Ｂ（ａの重合速度も増
大する。拡散温度を低下させると単量体Ｈｂの拡散速度
は低下するが、前記透明ゲル物体Ｍａの重合速度も低下
する。屈折率分布は、このように単量体Ｍｂの拡散速度
と重合速度のがねあいで決定するので拡散温度及びその
各温度の設定時間を変化させることは、上記両速度の関
係を調整し、全体的に収差の小さい屈折率分布を有する
合成樹脂光伝送体を製造する上で有効である。

また、単量体Ｍｂの気体あるいは霧滴を含む雰囲気中に
連続成形したロッド状の母材を通過させて漸進的に拡散
を行なわせる場合は、母材ロッドの進行方向において雰
囲気温度に勾配を設けておく方法をとることができる。

例えば母材ロッドの進行方向に独立して温度制御される
複数の隔室を配置し、これら隔室内に気体あるいは霧化
状態の単量体Ｍｂを充満させるとともに各隔室間の温度
に差を与え、これら各隔室を貫通する移送路に沿って母
材ロッドを徐々に進行させる。

また、上記のように雰囲気を隔室によって分割せずに母
材ロッドの進行方行に沿って一例として複数の円環状の
加熱器を隣接配置し、これら加熱器のそれぞれを異なる
温度に設定しておくだけでもよい。

さらに、本発明方法は母材中に拡散させる単量体Ｈｂが
気体あるいは霧化状態のほか液状である場合にも適用す
ることができる。

本発明方法において拡散処理時に母材に与えるべき温度
勾配は、あまり勾配が急激であると単量体Ｍｂが単量体
Ｍａの母材の中心部まで拡散浸透する前に母材の中心部
での重合が完結してしまって中心部付近で所期の屈折率
分布が得られなくなり、また温度勾配があまり緩やかで
あると重合が完結するまでの間の単量体Ｍｂの拡散が過
剰となって母材周辺部での屈折率分布が前述（１）式か
ら外れた平担な分布となるため、本発明方法での温度勾
配は１分間当りｏ、ｏｓ′ｃないし３゜０°Ｃ１より好
ましくは７分間当り０．２°Ｃないし八２°Ｃの範囲内
とするのが望ましい。

また拡散を行なう際の母材および周辺温度はあまり高い
と上述のように単量体Ｍｂの拡散が母材中心まで達しな
いうちに重合が完結するという問題を生じ、またあまり
低温である場合には重合が完結するまでの間における単
量体Ｍｂの拡散が過剰となって母材中心部と周辺部とで
充分な屈折率差が付かなくなるので、拡散処理は２０″
Ｃないし／Ｑｏ″Ｃより好ましくは乙０°Ｃないし９０
°Ｃの範囲内で行なうことが望ましい。

上述した温度範囲内で且つ前述の温度勾配を与えつつ拡
散処理を行なうことにより、母材を構成する単量体Ｍａ
および拡散単量体Ｍｂの重合速度と単量体Ｍｂの母材中
への拡散速度が良好にバランスし、周辺部に至るまで（
１）式に良く合致した放物状の屈折率分布をもった、す
なわち周辺部まで収差が非常に小さい合成樹脂屈折率分
布型レンズを得ることができる。

この発明の方法において、単量体Ｍａとしては重合して
透明で屈折率がＮａの網状重合体Ｐａを生成することが
できる単量体が使用されるが、この単量体は単一の単量
体であっても複数種の単量体の混合物であってもよい。

このような単量体Ｍａとしては、アリル基、アクリル酸
基、メタクリル酸基およびビニル基のような二重結合を
含む基をそれぞれ２個以上有するか、これらのうちの２
種類以上を同時に有する単量体が好適である。次に単量
体Ｍａの具体例を挙げる。

（１）、アリル化合物およびその混合物。

フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、テレフタル
酸ジアリル、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ート等のジアリルエステル、トリメリド酸トリアリル、
リン酸トリアリル、亜リン酸トリアリル等のトリアリル
エステル、メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル等の
不飽和酸アリルエステル。

（２）　、Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３で表わされる化合物および
その混合物。

Ｒ１およヒＲ３がいずれもビニル基、アクリル酸基、ル ビニルエステ号基、またはメタクリル酸基である化合物
；Ｒ１およびＲ３のいずれか一方がビニル基、アル１ル
酸基、メタクリル酸基およびビニルエステル基のｔつの
基のうちのいずれかであり、他方が残りの３つの基のう
ちのいずれかである化合物。

ここでＲ２は以下に示される２価の基のうちから選択で
きる。

ａ− ＣＨ３ −（ＯＨｚＯＨｚＯ＋ｍＯＨ２ｍＯＨ２０Ｈｚ−（，２
ｏ）ＯＨ２−ＣＨ２ −（ＣＨ２）ｐ　−（Ｐ−３〜１ｊ） （ＯＨ２）ｉＨ 一０Ｈ２−０’　−ＯＨ２（ｉ、ｊ＝／〜３）１　。

（ＧＨ２）ＪＨ （３）、上記（１）と（２）の単量体の混合物、または
モノビニル化合物、ビニルエステル類、アクリル酸エス
テル類およびメタクリル酸エステル類の３種のうちの少
なくとも１種と上記（１）または（２）の単量体（また
はその混合物）との混合物。

この発明において、単量体Ｍｂとしてはそれが重合した
時に、上記屈折率Ｎａよりも大きいかまたは小さい屈折
率Ｎｂを有する透明な重合体ｐｂを形成するものが選ば
れる。この単量体Ｍｂは単一の単量体であっても、複数
種の単量体の混合物であってもよい。重合体ｐｂは網状
重合体および線形重合体のシー）ずれであってもよい。

屈折率Ｎｂが屈折率Ｎａよりも小さい場合、得られる光
伝送体は上記（１）式で表わされるような屈折率分布が
形成された凸レンズ作用を有するものとなる。逆に、屈
折率Ｎｂが屈折率Ｎａよりも大きい場合には、上記（３
）式で表わされる屈折率分布で凹レンズ作用を有する光
伝送体が得られる。これらの屈折率の差（ＩＮａ−Ｎｂ
ｌ）はｏ、ｏｏｓ以上であるのが好ましく、この差が小
さすぎると所望の屈折率勾配が得られない。また、単量
体Ｍｂは、特に気相拡散させる場合、比較的高い蒸気圧
を有するものであるのが好ましく、例えば拡散温度にお
いて５ｍｍＨｇよりも高い飽和蒸気圧を有するのが好ま
しい。このような単量体Ｍｂの例、としては、スチレン
、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、酢酸ビ
ニル、塩化ビニル、アクリロニトリル、ブタジェンおよ
びこれらの混合物が挙げられる。

この発明の網状重合体ｐａと単量体Ｍｂとの組合せの好
ましい例としては後述するような低色収差の光伝送体の
製造に適したものの他に次のような組合せが挙げられる
。まずＮ　ａ＞Ｎ　ｂの場合、フタル酸ジ−アリル重合
体−メタクリル酸メチル、フタル酸ジアリル重合体−ア
クリル酸メチルとメタクリル酸メチルとの混合物、イソ
フタル酸ジアリル重合体−メタクリル酸メチル、フタル
酸ジアリル重合体とスチレンとの共重合体−メタクリル
酸エステル、イソフタル酸ジアリルとスチレンとの共重
合体−アクリル酸エステル、フタル酸ジビニルと安息香
酸ジビニルとの共重合体−メタクリル酸エステル、イソ
フタル酸ジビニルと安息香酸ビニルとの共重合体−メタ
クリル酸エステル、安息香酸ビニルとイソフタル酸ジア
リルとの共重合体−メタクリル酸エステルなどである。

また、Ｎａ＜Ｎｂの場合の例は、ジエチレングリコール
ビスアリルカーボネート重合体−スチレン、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート重合体−イソフタル
、酸ジアリルなどである。

また、特に、低色収差の合成樹脂光伝送体を製造するに
適した単量体Ｍａと単量体Ｍｂとの組合せとしては、次
のようなものが例示できる。

（ａ）、Ｍａとしてジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート、またはこれと７タル酸ジアリル、イソフタ
ル酸ジアリル、安息香酸ビニルもしくはスチレンとの混
合物（ただし、この混合物中のジエチレングリコールビ
スアリルカーボネートの量は３０重量％以上であるのが
好ましく、より好ましくは７０重量％以上である）。Ｍ
ｂとして、化合物（Ａ）： （３Ｈ２−ａ−ｃｏｏｙ　・−−−−（Ａ）〔式中、Ｘ
は水素原子またはメチル基、Ｙはフェニル基、メチルフ
ェニル基、ビニル基、ｉ−ブ７″′ ロピル基、ｉ−％チル基、Ｓ−ブチル基、ｔ−”ｐ＋０
Ｈ２０Ｈ２０）２０Ｈ３’　（Ｚ−／−Ｊ）　からなる
群がら選ばれた基を表わす。〕 で表わされる化合物またはその混合物。

（ｂ）、Ｍａとしてジエチレングリコールビスアリルカ
ーボネート、またはこれとアクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチルもしくけメタクリル
酸ｔ−ブチルとの混合物（ただし、この混合物中のジエ
チレングリコールビスアリルカーボネートの量は７０重
量％以上であるのが好ましい）。Ｍｂとして、化合物（
Ｂ） ｃＨ２−ｃ　ｃｏｏｙ　＋＋’Ｈ−（Ｂ）〔式中、Ｘは
水素原子またはメチル基であり、Ｙは−（ＣＦ２）Ｆ　
（ｉ＝７．、）、−０Ｈ２（ＣＦ２）、Ｈ（ｊ−７−、
ｒ）、−ｃｎ２ｃａ２ｏｃＨ２ａＦ３、−（ＯＨ２ＣＨ
２０）ｋＯＦ２０Ｆ２Ｈ（ｋ−／　〜４）、−（ＣＨ２
ＣＨ２０Ｃ’Ｈ２（ＣＦ２）ｌＦ　（ｌＪ＝ｉ−Ａ＞、
で表わされるメタクリル酸またはアクリル酸の含フツ素
アルコールエステルや、上記一般式（Ｂ）においてＹが
一５ｉ（０（３２Ｈ５）３である化合物（Ｃ）。

（Ｃ）、単量体Ｍａとしてジエチレングリコールビスア
リルカーボネートと上記化合物（Ｂ）または（Ｃ）との
混合物（ただし、この混合物中のジエチレングリコール
ビスアリルカーボネートの量は７０重量％以上であるの
が好ましい）。単量体Ｍｂとして上記化合物（Ａ）。

以下本発明方法を図面に示した実施例について説明する
。

第１図においてｌは相対的に屈折率の大なホモポリマー
ｐａを形成する単量体Ｍａを一部重合させてゲル状の口
、ドに成形した母材であり、例えば弗中 素樹脂チューブ絢に単量体Ｍａを充填し加熱することに
より保形し得る程度に重合させた後チユーブ内に圧力気
体を送り込んで抜き出す方法で成形される。この母材ロ
ッドｌを拡散装置２に設けられた中空円筒状の拡散室３
内中央に吊り下げ等により静止保持する。

この拡散室３内には導管ｌを通して図外の装置で生成さ
れた母材単量体Ｍａよりも小さい屈折率のホモポリマー
を形成する単量体Ｍｂの蒸気Ｓが不活性ガスのキャリア
気体に乗せて送り込まれる。

拡散室３の外周には、環状のジャケット室６が設けてあ
り、このジャケット室乙内には流入口ざから入って流出
口９から出る温水７が常時流されており、これにより拡
散室３を所定温度に加熱するようにしている。

上記装置を用いて本発明を実施するに当っては、ジャケ
ット室乙に流す温水７を一定時間毎により高温の温水に
切り換えることにより拡散室３に充満している単量体ｇ
ｂ蒸気および母材／の温度を段階的に例えば３段階に分
けて昇温する。

第２図に本発明の他の実施例を示す。

本例の装置は熱媒体を通すジャケット部／ｌを備えた拡
散室１３の上方に、熱媒体が流れるジャケット部２５を
備えた熱処理室／４を連接し、また拡散室１２の下方に
は単量体Ｍｂを霧化して拡散室１３に送る霧化部１７を
連接している。単量体Ｍａのゲル体からなる母相ロッド
ｌｌは回転および昇降移動可能な支持棒２乙の下端に取
り付けられ、当初拡散室１３の中央にセットされ支持棒
２乙の回転によって回転される。当初拡散室１３内を排
気後導管２３を通して窒素ガス等の不活性ガスを導入し
て排出管１２から酸素を除去する。

拡散室１３は遮蔽板／ｊによって熱処理室／４と遮断さ
れる。

霧化部／７は、拡散室１３を下方に延長し下端を閉鎖し
た管状部分を恒温水槽１９内の温水２０中に浸漬し、こ
の延長管状部分内に液状の単量体ＭｂＳを貯留しておき
、恒温水槽ｌワの底部に設けた超音波振動子２１で単量
体液Ｓに超音波振動を与えて霧化させつつ霧化部側管／
／を通して単量体液３の液面に窒素ガス等の不活性ガス
を送って発生した単量体Ｍｂの霧滴を拡散室／３内に均
一に充満させるよう構成されでいる。

上記装置において母材ロッド／ｌを拡散室１３内に配置
した状態でジャケット部／ｌに流す熱媒体の温度を連続
的に上昇させて、−例として３０分間にｓ　ｏ　’ｃか
ら１０℃まで上昇させて霧化状態で母材ロッドｌ／と接
触している単量体ＭｂをロンドＬ／中に拡散させるとと
もに共重合させる。

上記処理の終了後、ジャケット部２ｊの熱媒体により拡
散室１３での処理終了時と同一の温度（上記例でざ０°
Ｃ）に加温しである熱処理室ｌ乙に母材ロッド／ｌを引
き上げ、両室／３、ｌｔ間をスライド移動調整できるシ
ャッター２２で完全に遮断した後、一定時間例えば２を
時間加熱処理した後ロッド／／を取り出す。次に連続的
に屈折率分布型レンズ母相を成形する装置の好適例を第
３図に示す。

単量体Ｍａを予備重合してゲル化直前まで流動性３ノ を保持してい−るプレポリマー）−′Ａを加圧される押
し出し器３ノに入れ、この押し出し器３２に連通し弗素
樹脂等の非接着性相質でつくられている成形チューブ３
３中を上記プレポリマーを圧送することにより連続する
ロッド３１Ｂに成形し、上方図外の引上げ装置によって
引張り上げる。

成形チューブ３３は加熱ジャケント３０中を貫通してお
り、このジャケット３０には上部および下部にそれぞれ
独立している高温導管３ｇおよび低温導管３７が設けら
れており、導管３乙に高温水−例としてｇ　ｏ　’ｃの
温水を通し、また導管３７に相対的に低温度の温水−例
として＋＋’ｃの温水を通し、これにより成形チューブ
３３内を進行するプレポリマーに進行方向に次第に上昇
する温度勾配が与えられている。

成形チューブ３３を出た母材ロッド３／Ｂは次に気相拡
散装置３Ｉｌの拡散室３Ｓに入る。拡散室３Ｓの外周は
熱媒体の流路となる環状のジャケット部３乙で囲まれて
おり、このジャケット部３６はそれぞれ個別に流入口お
よび流出口を有する独立した３つのジャケット部３乙Ａ
１３乙ＢＮＪ乙Ｇに分割されていてこれら各ジャケット
部３ｔＡ、３ｔＢ。

３ｔＧ　には上方はどより高温度の熱媒体が流される。

母材ロッド３／Ｂ内に拡散させるべき単量体Ｍｂは蒸気
発生器Ｉｌｏで気化されて導入口３ｇを通して拡散室３
ｊ内に導入され、上記ジャケット３ＡＡ、３６Ｂ、３ｔ
、ｃの熱媒体からの伝熱でロッド３／Ｂの進行方向（上
方）に順次高くなる温度勾配を与えられ、ロッドＪ／Ｂ
と接触した後拡散に寄与しない分は導出口３りを通して
ポンプＩＩｌにより回収されトラップで液化させて再使
用される。

拡散室３ｊを出た母材ロッドＪ／Ｂはさらに上昇し、比
較的長い円筒管の外周にヒーターｔ３を巻きつけた加熱
処理室Ｉ１２内に入る。この熱処理室ｔ２は独立に温度
制御し得る複数セクション例えばグセクションに分けら
れたヒーターＩ１３によって下部から上部に向けて段階
的に上昇する温度勾配が与えである。

具体的数値例で示すと熱処理室ｌＩＪ内を下方から順次
９０°Ｃ，／　／　Ｏ”ＣＳ　／　２０°Ｃ，１３０°
Ｃの各温度でセクションヒーティングする。

以上のようにして加熱処理室４’、２の上端から重合が
完結した屈折率分布型のレンズ母材のロッドが連続的に
送り出され、図外の切断装置で所定の長さに切断される
。

次に第７図に成形装置の別実施例を示す。

本例装置は単量体Ｍａのゲル状体が成形チューブ３３内
を下方から圧送されて連続するロッド状に成形され拡散
室３ｊに入る。拡散室３Ｓが独立した三段のジャケット
部＃Ａ、３ｔＢ、３６０を通る熱媒体によって温度勾配
が与えられている点は前述実施例と同じであるが、本例
では母材中に拡散させる単量体Ｍｂ３は液状で導管ｔ６
を通して拡散室下方にある単量体貯留室グＳに送り込ま
れここに貯留される。この貯留室ｔＩＳ内下方には窒素
ガス等の不活性ガスが外部から送気されるバブル器ゲ７
が配置されており、このバブル器ＩＩ７を通しての送気
により貯留室ｔｔＳ内の液状単量体Ｍｂが気化される。

気化した単量体Ｍｂは拡散室３３内に充満し、単量体Ｍ
ａのゲル状ロッド３／Ｂと接触する。

母材ロッド３／Ｂ中に拡散しない余りの単量体Ｈｂは排
出口３ざを通して外部に排出される。

拡散室３ｊから出た後の処理については、第３図と同じ
であるため本例では説明を省略する。

以上のようにして成形される単量体Ｍａの母材中に単量
体Ｍｂが拡散してパラポリツクな屈折率分布を形成した
母材ロッドは所定長さに切断し両端を平行平面に研磨し
てレンズとして使用するかまたは非常に小径のレンズを
製造する場合にはさらに所望のレンズ径にまで加熱延伸
される。

次に本発明の具体的数値例について説明する。

実施例１ 重合開始剤として３．０ωｉ％のベンゾイルパーオキサ
イド（ＢＰＯ）を溶解させたジエチレングリコールビス
アリールカーボネート（ＯＲ−、？ワ）を３ｍｍφのテ
フロンチューブ内で７ｊ″Ｃ７ｊ分間加熱して予備重合
しゲルロッドを得た。このゲルロッドをＮ２ａｉｒによ
りテフロンチューブから押出し、第１図に示した拡散装
置内に設置した。次に、プレミックス装置で７３°ＣＮ
２バブル量３００　ｃ　ａ　７分で予じめ調整されたメ
タフリル酸−２，２，２−）リフルオロエチル（、？Ｆ
ＭＡ）の蒸気を窒素をキャリヤーガスとして拡散室３内
に送り込んだ。

ごこで拡散室３を囲むジャケット室乙を循還している温
水の温度を７．２分ごとに７３″Ｃ１ざｏ’Ｃ１ｇ５″
Ｃと上昇させて３ＦＭＡの拡散を行なった。

その後、拡散室３内を窒素置換して９０°Ｃ約２０時間
熱処理して合成樹脂光伝送体を製造した。

製造した合成樹脂光伝送体は周辺まで（１）式にほぼ相
当する屈折率分布を有しており、定数ｇ＝ｏ、　／　７
１゜ｍｍ−１開口数ＮＡ−０，３９であった。

球面収差を測定すると中心領域で２５μｍ以内、周辺領
域で１２０μｍ以内となっており、従来方法による拡散
温度一定の場合の値より中心領域で約１倍周辺領域で約
５倍優れたものが得られた。

実施例２ 実施例１と同様にして得た０Ｒ−３９のゲルロッドを第
２図の熱処理室１６内に支持棒２乙の先端に吊るし、装
置の内部を排気後、窒素ガスを導入して排出管から室内
の酸素を排出した後、ゲルロッドを拡散室１３まで下げ
た。拡散室１３は遮蔽板ｌＳの働きにより熱処理室／４
と遮断した。

霧化部１７に単量体Ｍｂ液ｌざとしてざＦＭＡを注入し
、恒温水槽１９に入れた温水２ｏで！；Ｏ”Ｃに加温し
た。霧化部側管／／より窒素ガスをυ−２００ｍ　Ａ’
／％の速度で流しつつ、振動子２１を作動させて超音波
（／、　１．２！；　〜／、７ＭＨ２）　ｋ：　ヨッテ
、ｒＦＭＡヲ霧化した。

上記の状態のもとてジャケット部／ＩＩを流れる熱媒体
を３０分間の間に５０°ＣからざＯ′Ｃまで上昇さ少 せて（昇温速度ｔ、　ｏ’ｔａ　Ｏ／ｍ　）拡散、共重
合を行なった。

この間ゲルロッドは支持棒２乙の回転によりゆっくり回
転させた。３０分後にジャケット部２Ｓ内の熱媒体で予
じめざ０．０°Ｃに加温しである熱処理室ｌ乙にゲルロ
ッドを引上げ拡散室１３との連絡部をシャッター２２に
よって完全に遮断し１．！弘時間熱処理した後、ロッド
を取り出した。

製造したロッドは周辺まで（１）式にほぼ相当する屈折
率分布を有しておりｇ＝０．／ざ（７ｍｍ−Ｉ　ＮＡ−
０，Ｉ１２　テあった。球面収差を測定すると中心領域
で３５μｍ以内、周辺領域でｔＳＯμｍ以内となってお
り、従来法による拡散温度一定の場合の値より中心領域
でで約を倍、周辺領域でｔ倍優れたものが得られた。

実施例３ 重合開始剤として３．０ω１％のベンゾイルパーオキサ
イドを溶解させたジエチレングリコールビスアリルカー
ボネートを７５°Ｃで７！分間加熱して予備重合し、ゲ
ル化直前で流動性を保持しているプレポリマーを得た。

このプレポリマーの粘度は２０°Ｃテｔｏｏｑａｐｓ　
”ｃあすＤ＝Ｋｒｎ（オストワルトのべき指数法則Ｄ：
ずつ速度（／／５ｅａ）ｒ：ずり応力（ａｙｒｎ／ｃｍ
２’）　）の式におけるＫ及びｎの値は各々２、！；７
×ＩＯ”２０ｍ２／ｄｙｍ　ＳｅＯ及び／、２／テあっ
た。このプレポリマーを第３図に示す装置の押出し器に
入れ、加熱ジャケット３０を貫通しているテフｐ製の成
形チューブ３３（直径Ｊｍｍ、長さｘｏ　Ｏｍｍ　）の
中へｔ、３’１．／　０−２１／分の一定流量で連続的
に送り込んだ。加熱ジャケット３０には上部導管３乙に
ｇｏ”ｃの温水を、下部導管３７に、＜　ｇｏｃの温水
を各々流すことによって温度勾配を形成させた。

成形チューブ３３中をｑｏ分間で通過する間に、プレポ
リマーはゲル化し、３ｍｍψの母材に成形された。この
母材はアセトンに不溶な成分（網状重合体部分）２５重
量％、アセトンに可溶だがメタ／−ルに不溶の成分（線
形重合体部分）３重量％アセトンとメタノールの両方に
可溶な成分（単量体および低分子量プレポリマ一部分）
７０重量％から成っていた。

次いで、母材を引上げ装置によって０．！；２０ｍ／分
の一定速度で気相拡散室３ｊに送り込み、ここでメタク
リル酸−２，２，２−トリフルオロエチル（ＪＦＭＡ）
の蒸気を含む雰囲気中に約７０分停留させて、ＪＦＭＡ
の拡散および一部重合を行わせた。

３ＦＭｋには予め重合禁止剤としての０．０／重量％ハ
イドロキノン（ＨＱ）を溶解させておき、蒸気発生器ａ
Ｏ内で気化させてから拡散室３Ｓ内に導入した。

なお、拡散室３Ｓには１．？ＦＭ’Ａを導入する前に１
０ｏｏｍｌｌ１分の流量で窒素ガスを流入させて、系内
の空気を予め窒素置換しておいた。この拡散室３５の下
部の温度はざＯ″Ｃであり、ジャケット部３乙Ａ、Ｊ乙
Ｂ、Ｊ乙Ｇには各々７ｓ′ｃ、ざ０℃、ざ３°Ｃの温度
の温水を循環させた。

熱処理室ｌＩ２内は窒素置換し、またヒータによって下
部から順次９０°Ｃ，／／（１１°Ｃ，／２０°Ｃ，／
３０°Ｃに加熱し、温度勾配を形成させた。この熱処理
室１／−２内で母材を６時間熱処理して重合を完結させ
た。

このようにして連続的に作製した直径３ｍｍの棒状体の
両端面を平行平面に研磨することによって均一な光学性
能を有する棒状凸レンズ、すなわち所望の光伝送体が得
られた。この棒状体は、上記（１）式中のｇの値が（７
，／７１ｍ−１の光伝送体であり、ＮＡは０．３９であ
った。

球面収差を測定すると中心領域で２０μｍ以内、周辺領
域で１１００１ｔ以内となっており、従来の拡散温度一
定の場合の値より、中心領域で約３倍、周辺領域で乙倍
優れたものが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する装置の一例を示す断面図、第
２図は他の実施例を示す断面図、第３図は本発明方法で
屈折率分布レンズ母相を連続的に製造する装置の例を示
す断面図、第を図は連続成形装置における拡散共重合部
の他の構造例を示す断面図である。 ｔ、ｔｉ・・・母材ロッド　２・・・拡散装置３、Ｉ３
，３！；・・・拡散室　Ｓ・・・単量体Ｍｂ乙、ｌグ、
２！；、３乙Ａ、３６Ｂ　＋　Ｊ乙Ｃ・・・カロ熱ジヤ
ケット ／ｌ、、ＩＩ２・・・加熱処理室 第　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 屈折率Ｎａの網状重合体ｐａを生成する１種又は複数種
   の単量体Ｍａを不完全に重合させて自己保形性を有する
   母材を形成し、屈折率Ｎａとは異なる屈折率Ｎｂを有す
   る重合体ｐｂを生成する単量体Ｍｂ　を、上記母材の表
   面からその内部へ拡散させると共に重合させるようにし
   た屈折率分布を有する合成樹脂光伝送体の製造方法にお
   いて、前記拡散工程で段階的又は連続的な温度勾配を付
   与して前記単量体Ｍｂの拡散速度および前記母材の重合
   速度を制御することを特徴とする合成樹脂光伝送体を製
   造する方法。