JP2007108271A - Method for manufacturing plastic optical member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラスチック光学部材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a plastic optical member.
従来、光を伝播させる光学部材としては、硬度が高く化学的に安定でありながら、低伝送損失であり、さらには、優れた透明性や成形性などの長所を有することから、石英系光学部材が使用されている。この石英系光学部材としては、その用途や形状の違いにより、光ファイバ素線や、光導波路、あるいはレンズや電子部品などが挙げられる。ただし、最近では、石英系光学部材に劣らぬ優れた加工性や透明性を有し、さらには軽量化が可能であるなどの長所を有することから、プラスチック光学部材が注目されている。このプラスチック光学部材は、素材が全てポリマーであるため、石英系に比べて伝送損失がやや大きいという短所を有するが、上記の長所に加えて、良好な可撓性を示し、また石英系よりも大口径化が可能であるなどの長所も有するため、特に、伝送損失の大きさがあまり問題とならない程度の短距離用の光伝送体としての利用が検討されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as an optical member for propagating light, it has a high hardness and is chemically stable, has a low transmission loss, and further has advantages such as excellent transparency and moldability. Is used. Examples of the quartz-based optical member include an optical fiber, an optical waveguide, a lens, and an electronic component depending on the use and shape. Recently, however, plastic optical members have been attracting attention because they have advantages such as excellent workability and transparency comparable to quartz optical members, and can be reduced in weight. This plastic optical member has the disadvantage that the transmission loss is slightly larger than that of the quartz-based material because all of the material is a polymer, but in addition to the above-mentioned advantages, it exhibits good flexibility and is also more flexible than the quartz-based material. Since it has an advantage that a large aperture is possible, use as an optical transmission body for a short distance in which the magnitude of transmission loss is not a serious problem is being studied (see, for example, Patent Document 1). ).
プラスチック光学部材は、プラスチックからなり光伝送路となるコア(コア部と称するときもある)と、コアよりも低屈折率のプラスチックからなるクラッド(クラッド部と称するときもある)とを有している。なお、以下の説明では、コアを含む部材を芯部と称し、この芯部の外周に配され、芯部に対する熱ダメージや耐水性などを向上させることを目的とする部材を外殻部と称する。そして、この外殻部には、上記のクラッドや芯部を保護する保護層が含まれる。 The plastic optical member includes a core made of plastic and serving as an optical transmission line (sometimes referred to as a core portion), and a clad made of plastic having a lower refractive index than the core (sometimes referred to as a clad portion). Yes. In the following description, a member including a core is referred to as a core portion, and a member that is disposed on the outer periphery of the core portion and is intended to improve thermal damage, water resistance, and the like on the core portion is referred to as an outer shell portion. . The outer shell includes a protective layer that protects the cladding and the core.
芯部、特にコアは、径の中心から外側に向かうにしたがい次第に屈折率が変化する屈折率分布を有する。このように、プラスチック光学部材は、屈折率分布の違いにより、グレーテッドインデックス(GI)型、ステップインデックス(SI)型、マルチステップインデックス(MI)型などに分類される。上記において、GI型プラスチック光学部材とは、径の中心から外側に向かって屈折率が連続的に低くなるものであり、MSI型プラスチック光学部材は、径の中心から外側に向かって屈折率が段階的に低くなるものである。そして、SI型プラスチック光学部材は、コアとクラッド間の境界で、屈折率がステップ状に変化するものである。 The core, particularly the core, has a refractive index distribution in which the refractive index gradually changes from the center of the diameter toward the outside. As described above, the plastic optical member is classified into a graded index (GI) type, a step index (SI) type, a multi-step index (MI) type, and the like depending on a difference in refractive index distribution. In the above, the GI type plastic optical member has a refractive index that continuously decreases from the center of the diameter toward the outside, and the MSI type plastic optical member has a refractive index that increases from the center of the diameter toward the outside. It will be lowered. In the SI type plastic optical member, the refractive index changes stepwise at the boundary between the core and the clad.
屈折率分布の違いに関わらず、プラスチック光学部材の製造方法としては、溶融紡糸法、溶融押出法、モノマーから重合体を得る重合法などが知られている。そして、これらの方法により製造されるプラスチック光学部材の径方向での断面形状は、円形であるものが多い。しかし、用途によっては、断面形状が円形ではなく、矩形や長円などであることが望ましい場合がある。また、プラスチック光学部材の使用形態に関して、通常、光伝送体としての用途の場合には、1本のみの単芯で使用される場合が多い。ただし、パラレル信号伝送や画像取り込み、画像出力などの用途においては、複数のプラスチック光学部材を密接に配列または円柱状、角柱状に結束させて利用する場合ある。 Regardless of the difference in refractive index distribution, known methods for producing a plastic optical member include a melt spinning method, a melt extrusion method, and a polymerization method for obtaining a polymer from a monomer. And the cross-sectional shape in the radial direction of the plastic optical member manufactured by these methods is often circular. However, depending on the application, it may be desirable that the cross-sectional shape is not a circle but a rectangle or an ellipse. Moreover, regarding the usage form of the plastic optical member, usually, in the case of the use as an optical transmission body, it is often used with only one single core. However, in applications such as parallel signal transmission, image capture, and image output, a plurality of plastic optical members may be used in close array or in a cylindrical or prismatic shape.
上記のような単芯の光学部材を複数用いて集合体を形成する方法としては、複数の光学部材を並列させた状態で熱圧着する方法(例えば、特許文献2参照)や、フォトレジストやエッチングを利用して光学部材を製造する方法(例えば、特許文献3参照)、さらには、複数の中空部が並列に形成されたクラッド部に、複数のコア部を挿入することで複芯構造の光学部材を製造する方法などが提案されている(例えば、特許文献4参照)。
しかし、上記に挙げた各特許文献のうち、特許文献4は、石英系光学部材の製造方法であり、プラスチック光学部材に関する記載ではない。また、上記いずれの方法においても、光学部材を製造する際に、加工のために特別な装置を必要とし、設備コストの増大を招くなどの問題がある。しかも、各種の光学部材に対応させて加工装置を用いると、製造時間が長くなるとともに、製造コストが上昇してしまう。くわえて、特許文献2のように、所望の断面を有する光学部材を形成する場合には、非常に微細加工を必要とするため、その精度を確保することが困難であるとともに、製造効率が低下してしまうという問題を抱える。 However, among the patent documents listed above, Patent Document 4 is a method for manufacturing a quartz optical member, and is not a description regarding a plastic optical member. In any of the above methods, there is a problem in that, when an optical member is manufactured, a special device is required for processing, resulting in an increase in equipment cost. In addition, when a processing apparatus is used corresponding to various optical members, the manufacturing time is increased and the manufacturing cost is increased. In addition, when an optical member having a desired cross section is formed as in Patent Document 2, it is difficult to ensure the accuracy because it requires very fine processing, and the manufacturing efficiency is reduced. Have the problem of
本発明の目的は、様々な横断面形状を有するプラスチック光学部材を低コストで提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記のようなプラスチック光学部材を精度良く製造することができる方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide plastic optical members having various cross-sectional shapes at a low cost. Another object of the present invention is to provide a method capable of manufacturing the above plastic optical member with high accuracy.
本発明のプラスチック光学部材の製造方法は、光学部材プリフォームを延伸してプラスチック光学部材を製造する方法において、ポリマーから形成される複数の光学部材プリフォーム素片を嵌合させて光学部材プリフォームを形成する光学部材プリフォーム形成工程と、プラスチック光学部材の横断面の形状が、光学部材プリフォームの横断面形状と略相似形となるように加熱延伸する加熱延伸工程とを有することを特徴とする。 The method for producing a plastic optical member according to the present invention is a method for producing a plastic optical member by stretching an optical member preform. In the method for producing a plastic optical member, an optical member preform is formed by fitting a plurality of optical member preform pieces formed from a polymer. An optical member preform forming step for forming a plastic optical member, and a heat stretching step for heat stretching so that the cross-sectional shape of the plastic optical member is substantially similar to the cross-sectional shape of the optical member preform. To do.
また、光学部材プリフォーム素片は、光伝送路となる芯部と、中空の嵌合孔を設けた外殻部とからなり、この光学部材プリフォーム形成工程では、外殻部に設けた嵌合孔に芯部を挿入することが好ましい。そして、プラスチック光学部材の横断面の形状が、多角形、閉曲線、直線および曲線を組合せた図形であることが好ましい。 The optical member preform piece includes a core portion serving as an optical transmission path and an outer shell portion provided with a hollow fitting hole. In this optical member preform forming step, the fitting provided in the outer shell portion is provided. It is preferable to insert a core part into the hole. And it is preferable that the shape of the cross section of a plastic optical member is a figure which combined the polygon, the closed curve, the straight line, and the curve.
芯部は、光伝送路となるコア部を含むことが好ましい。また、この芯部は、コア部とその周囲にコア部よりも低屈折率であるクラッド部とを配置してなることが好ましい。そして、外殻部は、クラッド部および芯部を保護する保護層のうち少なくとも1つを含むことが好ましい。さらに、芯部の横断面の形状と、嵌合孔の横断面の形状とが略相似形であり、芯部を嵌合孔に嵌合させたときに形成される空隙のクリアランスX(mm)が、0<X≦8の条件を満たすことが好ましい。 The core part preferably includes a core part that becomes an optical transmission path. Moreover, it is preferable that this core part is formed by arranging a core part and a clad part having a lower refractive index than the core part around the core part. And it is preferable that an outer shell part contains at least 1 among the protective layers which protect a clad part and a core part. Further, the shape of the cross section of the core portion and the shape of the cross section of the fitting hole are substantially similar, and the clearance X (mm) of the gap formed when the core portion is fitted into the fitting hole However, it is preferable that the condition of 0 <X ≦ 8 is satisfied.
空隙を減圧しながら光学部材プリフォームを加熱延伸することが好ましい。さらに、この外殻部は、嵌合孔を複数有することが好ましい。また、この光学部材プリフォームが、単芯構造である単芯光学部材プリフォームを配列して形成した光学部材プリフォーム集合体であることが好ましい。そして、光学部材プリフォーム集合体が、単芯光学部材プリフォームを加熱延伸してなる中間体光学部材プリフォームにより構成されていることが好ましい。なお、隣接する単芯光学部材プリフォーム同士を接着させて、光学部材プリフォーム集合体を形成することが好ましく、隣接する単芯光学部材プリフォーム同士を融着させて、光学部材プリフォーム集合体を形成することが好ましい。 It is preferable to heat stretch the optical member preform while reducing the gap. Furthermore, this outer shell part preferably has a plurality of fitting holes. The optical member preform is preferably an optical member preform aggregate formed by arranging single-core optical member preforms having a single-core structure. The optical member preform aggregate is preferably composed of an intermediate optical member preform formed by heating and stretching a single-core optical member preform. Adjacent single-core optical member preforms are preferably bonded together to form an optical member preform aggregate, and adjacent single-core optical member preforms are fused together to form an optical member preform aggregate. Is preferably formed.
なお、単芯光学部材プリフォームの融着を、加熱延伸前に行なうことが好ましく、単芯光学部材プリフォームの融着を、加熱延伸時の加熱により行なうことが好ましい。また、光学部材プリフォーム集合体は、異なる形状の単芯光学部材プリフォームを含むことが好ましい。そして、光学部材プリフォーム集合体は、異なる光学特性を示す単芯光学部材プリフォームを含むことが好ましい。 The single-core optical member preform is preferably fused before heating and stretching, and the single-core optical member preform is preferably fused by heating during the heating and stretching. The optical member preform aggregate preferably includes single-core optical member preforms having different shapes. And it is preferable that an optical member preform aggregate contains the single core optical member preform which shows a different optical characteristic.
また、この芯部は、アクリル系ポリマーを含むものであり、芯部および外殻部のうち少なくとも1つは、フッ素原子を含む重合体であることが好ましい。なお、芯部は、その横断面において中心から外側に向かうにしたがい次第に屈折率が変化することが好ましい。 Moreover, this core part contains an acrylic polymer, and it is preferable that at least one of the core part and the outer shell part is a polymer containing a fluorine atom. The core preferably has a refractive index that gradually changes from the center toward the outside in the cross section.
本発明のプラスチック光学部材の製造方法では、まず、ポリマーからなる芯部と、この芯部を挿入する嵌合孔を有する外殻部とを形成した後、これらを嵌合させて光学部材プリフォームを形成するようにしたので、嵌合させる芯部や外殻部の形状を変更しながら組合せることにより、多種多様の断面形状を有する光学部材プリフォームを得ることができる。また、この光学部材プリフォームを、プラスチック光学部材の横断面の外形状が、光学部材プリフォームの横断面の外形状と略相似形に加熱延伸するようにしたので、特別な装置を用いることなく微細構造のプラスチック光学部材を簡単に製造することができる。 In the method for producing a plastic optical member of the present invention, first, after forming a core portion made of a polymer and an outer shell portion having a fitting hole into which the core portion is inserted, these are fitted to form an optical member preform. Therefore, optical member preforms having a wide variety of cross-sectional shapes can be obtained by combining them while changing the shapes of the core portion and outer shell portion to be fitted. In addition, the optical member preform is heated and stretched so that the outer shape of the cross section of the plastic optical member is substantially similar to the outer shape of the cross section of the optical member preform. A plastic optical member having a fine structure can be easily manufactured.
また、芯部の横断面の形状と、嵌合孔の横断面形状とが略相似形となるようにし、これらを嵌合させた際に形成される空隙のクリアランスX(mm)を、0<X≦8となるようにしたので、各部材の接触面同士を傷つけることなく容易に嵌合させることができる。なお、光学部材プリフォームが空隙を有する場合には、この空隙を減圧しながら加熱延伸するようにしたので、内部に発泡が生じることなく光学部材を得ることができる。 Further, the cross-sectional shape of the core portion and the cross-sectional shape of the fitting hole are substantially similar, and the clearance X (mm) of the gap formed when these are fitted is set to 0 < Since X ≦ 8, the contact surfaces of the members can be easily fitted without being damaged. When the optical member preform has voids, the voids are heated and stretched while reducing the pressure, so that the optical member can be obtained without foaming inside.
また、光学部材プリフォームとして、単芯構造を有する単芯光学部材プリフォームを集合させて複芯構造を有する光学部材プリフォーム集合体を形成するようにしたので、光学部材プリフォームの横断面における外形状の選択の範囲がより広がり、結果として、種々の横断面形状を有するプラスチック光学部材が得られる。このような複芯構造の光学部材プリフォームは、嵌合孔を複数有する外殻部を使用することでも、容易に形成することができる。その他にも、光学部材プリフォームまたは光学部材プリフォーム集合体を、単芯光学部材プリフォームを加熱延伸してなる中間体光学部材プリフォームを用いて形成するようにしたので、より複雑な横断面形状であっても、略相似形の横断面形状を有するプラスチック光学部材を得ることができる。さらに、単芯光学部材プリフォームとして、形状や材質が異なるものを含ませるようにもしたので、横断面形状の多種多様化の幅を拡げることができるとともに、複雑なプラスチック光学部材を簡単に作製することができる。なお、複数の単芯光学部材プリフォームを配列させたり結束させたりする場合には、接着剤を用いたり、加熱延伸時の熱による熱融着や加熱延伸前の加熱融着による融着など行ったりすることで、界面同士の接着性を向上させるようにしたので、単芯光学部材プリフォーム同士のズレを防止しながら加熱延伸を行うことができる。 Further, as the optical member preform, the single-core optical member preform having a single-core structure is assembled to form an optical member preform assembly having a multi-core structure. The range of selection of the outer shape is further expanded, and as a result, plastic optical members having various cross-sectional shapes are obtained. Such a multi-core optical member preform can be easily formed by using an outer shell portion having a plurality of fitting holes. In addition, since the optical member preform or the optical member preform assembly is formed using an intermediate optical member preform formed by heating and stretching a single-core optical member preform, a more complicated cross section Even if it is a shape, a plastic optical member having a substantially similar cross-sectional shape can be obtained. In addition, since the single-core optical member preform includes different shapes and materials, it is possible to widen the variety of cross-sectional shapes and easily produce complex plastic optical members. can do. When arranging or bundling a plurality of single-core optical member preforms, use an adhesive, heat fusion by heat at the time of heat stretching, or fusion by heat fusion before heat stretching. Since the adhesiveness between the interfaces is improved, it is possible to perform heat stretching while preventing displacement between the single-core optical member preforms.
また、本発明では、芯部は光伝送路となるコア部や、コア部よりも低屈折率である中空状のクラッド部とを含み、この芯部の外周に、クラッド部および芯部を保護する保護層のうち少なくとも1つを含むような外殻部を形成するようにしたので、耐熱性や耐久性などに優れるプラスチック光ファイバ素線(POF)やプラスチック光導波路などのプラスチック光学部材を容易に製造することができる。さらには、芯部が、アクリル系ポリマーを含み、径の中心から外側に向かうにしたがい特有の屈折率分布を有するようにし、外殻部を、フッ素原子を含む重合体により形成するようにしたので、低伝送損失ながら透明性に優れるGI型やSI型などのプラスチック光学部材を製造することができる。 In the present invention, the core includes a core serving as an optical transmission path and a hollow cladding having a lower refractive index than the core, and the cladding and the core are protected on the outer periphery of the core. Since the outer shell part including at least one of the protective layers to be formed is formed, plastic optical members such as plastic optical fiber (POF) and plastic optical waveguide having excellent heat resistance and durability can be easily formed. Can be manufactured. Furthermore, the core part contains an acrylic polymer, has a specific refractive index distribution as it goes from the center of the diameter to the outside, and the outer shell part is made of a polymer containing fluorine atoms. It is possible to manufacture a plastic optical member such as a GI type or an SI type that is excellent in transparency while having a low transmission loss.
以下、本発明について詳細に説明する。実施の形態については、本発明の好適な適用例を記載しているものであり、本発明を何ら制限するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The preferred embodiment describes a preferred application example of the present invention, and does not limit the present invention.
図1に、本発明に係わる第1実施形態として第1製造工程11を示す。第1製造工程11は、光学部材プリフォーム(以下、プリフォームと称する)12を製造するプリフォーム形成工程13と、プリフォーム12を加熱延伸して光学部材10とする加熱延伸工程14とを有する。
FIG. 1 shows a first manufacturing process 11 as a first embodiment according to the present invention. The first manufacturing process 11 includes a
まず、プリフォーム形成工程13においてプリフォーム12を製造する。プリフォーム12は、径の中心に位置する芯部15と中空状の外殻部16とからなり、各部材を嵌合させることにより形成される。最初に、芯部形成工程17において芯部15を形成するとともに、外殻部形成工程18において外殻部16を形成する。次に、嵌合工程19において、芯部15と外殻部16とを嵌合させてプリフォーム12とする。そして、加熱延伸工程14において、嵌合により得られたプリフォーム12を加熱延伸して、所望のサイズの光学部材10を製造する。
First, the preform 12 is manufactured in the
加熱延伸工程14では、図2に示すようにプリフォーム12を加熱炉20内に配置する。そして、この加熱炉20により、プリフォーム12を加熱してプリフォーム12の一部を軟化させた後、この軟化箇所の先端部12aを始点として線引き(延伸)を行い、光学部材10を得る。この軟化温度は、特に限定されるものではないが、80〜500℃の温度であることが好ましく、より好ましくは180〜240℃であり、最も好ましくは190〜220℃である。そして、線径モニタ21により、線引した光学部材10の線径を常時確認しながら、巻取装置(図示しない)の芯材22に巻き取る。以上により、ロール状の光学部材製品を得ることができる。なお、プリフォーム12の線引を行う際には、本実施形態のように、線径モニタ21を設けて、光学部材10の外径をモニタリングし、このモニタリング結果に応じて加熱炉20内のプリフォーム12の位置や加熱炉20の温度、巻取装置の巻取速度などを適宜調整して、光学部材10の外径を常に一定になるようにする。
In the heating and stretching
なお、本発明での加熱延伸での軟化とは、非円形のプリフォームを加熱延伸したときに、略相似形の断面が得られる状態をいい、本発明での加熱延伸での溶融とは、非円形のプリフォームを加熱延伸したときに、略相似形が保持されず略円形などの断面になる状態をいう。プリフォームが軟化する温度は、ポリマーの温度特性に依存し、一概には規定することはできないため、ポリマー毎に加熱延伸時の軟化する温度を実験などにより求めておき、この求めた温度範囲で加熱延伸を行う。(以下、削除) The softening by heat stretching in the present invention refers to a state in which a substantially similar cross section is obtained when a non-circular preform is heat stretched, and melting by heat stretching in the present invention is When a non-circular preform is heated and stretched, a substantially similar shape is not maintained and a cross-section such as a substantially circular shape is obtained. Since the temperature at which the preform softens depends on the temperature characteristics of the polymer and cannot be specified unconditionally, the temperature at which the preform softens at the time of heating and stretching is determined for each polymer by experiments, etc. Heat stretching is performed. (Hereafter, delete)
これにより、プリフォーム12の横断面と略相似形の光学部材10が得られる。この場合、連続的にプリフォーム12の一部を軟化させて光学部材10を得ると、生産コストの低減の観点から有利である。また、光学部材10とした後に、その外周面を保護するために樹脂を被覆して保護膜を形成させても良い。この被覆による保護膜は、放射線硬化樹脂の塗布後に放射線を照射して形成しても良いし、熱可塑性樹脂の押出成形により形成しても良い。上記のような方法により製造される光学部材10としては、角形のPOFや光伝送体などが挙げられる。なお、保護膜を形成させる場合には、光学部材の製造工程とは別ラインとして行っても良いし、加熱延伸工程の後に行うなどして光学部材の製造工程中に組み込んでも良い。
Thereby, the
図3に、第1製造工程11を説明する一例の概略図を示す。図3(A)に示すように、芯部15は、コア部25aとクラッド26aとを有する。コア部25aは、光の伝送路となる部材であり、クラッド部26aは、コア部25aよりも低屈折率であり、コア部25aとの界面で光を全反射させる中空状の部材である。また、本実施形態では、コア部25aは、径の中心から外側に向かうにしたがい次第に屈折率が高くなるように屈折率分布が調整される。このような屈折率分布を有する芯部15は、GI型プラスチック光ファイバ素線(POF)用プリフォームと同様に構成される。
In FIG. 3, the schematic of an example explaining the 1st manufacturing process 11 is shown. As shown in FIG. 3A, the
コア部25aやクラッド26aの製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、PVDFを用いて溶融押出成形により形成したクラッドパイプの中に、コア部25aを形成させるPMMAを注入後、ラジカル重合させる方法が挙げられ、本実施形態ではこの方法を適用している。その他にも、共押出することができる複合型ノズルを備えた溶融押出装置を用いてコア部25aの外周にクラッド部26aが設けられた芯部15を形成しても良い。なお、コア部25aを形成させるポリマーの中に屈折率調整剤を添加し、その分散具合や濃度を調整すると、所望の屈折率分布を発現させることができる。具体的には、特許3332922号公報に記載されているラジカル重合による製造方法や、特願2004−354786号に記載されている溶融押出方法などが挙げられ、これらの記載も本発明に適用することができる。
The manufacturing method of the core part 25a and the clad |
図3(A)に示すように、外殻部16は嵌合孔27を有する部材である。外殻部16の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、外殻部16を形成する材料(例えば、PMMAやPVDFなど)を用いて市販の溶融押出成形により形成させれば良い。なお、本実施形態では、PMMAを用いて溶融押出成形により形成させている。また、嵌合孔27の横断面形状は、円形である必要はなく、楕円形、長方形などの多角形又は直線と曲線,円弧,楕円とが組み合わされた形状などの中から、適宜選択すれば良い。ただし、嵌合孔27の横断面の形状は、芯部15の横断面形状と略相似形とする。これにより、芯部15と外殻部16とを容易に嵌合させることができ、かつ、光学部材10とした場合、芯部15と外殻部16との界面での不整合を回避することができる。
As shown in FIG. 3A, the
そして、芯部15を嵌合孔27に挿入して互いを嵌合し、図3(B)に示すようなプリフォーム12を形成する。このとき、芯部15および嵌合孔27のサイズは、嵌合時に空隙28が形成されるようにそれぞれ調整されている。本発明では、この空隙28のクリアランスX(mm)が、0<X≦8を満たすようにする。これにより、芯部15と外殻部16とを容易に嵌合させることができ、かつ嵌合時での両部材の接触(特に界面での接触)を防止することができるので、光学部材10の特性低下を抑制する。ただし、8<Xの場合には、クリアランスが大きすぎるので、光学部材とした場合、芯部と嵌合部との整合性が低下してしまうおそれがある。なお、本実施形態では、嵌合孔27のほぼ中央に芯部15が嵌合された形態を示したが、配置位置は特に限定されるものではなく、偏りが生じていても良い。この場合には、形成される空隙28のクリアランスのうち、その最大値をXとして、上記の条件を満足させるようにする。
And the
図3(C)に示すように、プリフォーム12を加熱延伸させることにより形成される光学部材10は、コア25bとクラッド26bとからなる芯部材15aと、外殻部材16aとを有する。このコア25bは、コア部25aが加熱延伸されて形成されたものであり、クラッド26bは、クラッド部26aが加熱延伸されたものであるため、屈折率分布などの特性は略同等である。また、この光学部材10は、プリフォーム12の横断面の形状と略相似形の横断面形状を有する。なお、延伸倍率は特に限定されるものではないが、プリフォーム12に対して光学部材10が、10〜500倍であることが好ましい。
As shown in FIG. 3C, the
ただし、プリフォーム12を加熱延伸させて光学部材10とする場合には、空隙28を減圧しながら作業を行う。これにより、プリフォーム12の内部に発泡が生じるのを抑制して、欠陥の少ない光学部材10を得ることができる。なお、減圧を行う際には、市販の減圧装置を用いて、プリフォーム12の状態に応じて減圧度を適宜調整しながら作業を行えば良く、装置や減圧条件などは特に限定されるものではない。
However, when the preform 12 is heated and stretched to obtain the
なお、加熱延伸を行う前に、プリフォーム12に対して、熱処理および加熱減圧処理のうち少なくとも1つを行うようにすることが好ましい。これにより、プリフォーム12を構成する部材の重合度が不十分な場合には、その重合度を向上させて化学的に安定化することができ、かつ界面での整合性を向上させることができる。上記の熱処理としては、例えば、主要ポリマーのガラス転移温度Tg±40℃となるようにプリフォーム12を加熱する方法が挙げられる。また、加熱減圧処理としては、プリフォーム12に対して、上記加熱温度下で、減圧装置により0.1〜2000Paの減圧を行う方法が挙げられる。ただし、本発明はこれらの方法に対して、特に限定されるものではない。 In addition, it is preferable to perform at least one of heat treatment and heat decompression treatment on the preform 12 before performing the heat stretching. Thereby, when the degree of polymerization of the members constituting the preform 12 is insufficient, the degree of polymerization can be improved and chemically stabilized, and the consistency at the interface can be improved. . Examples of the heat treatment include a method of heating the preform 12 so that the glass transition temperature Tg ± 40 ° C. of the main polymer. Moreover, as a heat | fever decompression process, the method of performing 0.1-2000 Pa pressure reduction with respect to the preform 12 with the pressure reduction apparatus under the said heating temperature is mentioned. However, the present invention is not particularly limited to these methods.
また、プリフォーム12を加熱延伸する前には、このプリフォーム12の端部のうち、どちらか一方の端部を固定するようにすることが好ましい。これにより、外殻部16から芯部15が落下したり、嵌合位置がずれたりすることなく、プリフォーム12を延伸させることができる。ただし、固定する端部は、加熱延伸時において延伸方向となる端部とする。なお、固定端部側の嵌合孔27に固定部材を設けた後に、芯部15を挿入するようにして所望の端部を固定することが好ましい。固定部材としては、市販のポリイミドテープのような耐熱テープや耐熱性のエポキシ樹脂などの接着剤などが挙げられる。固定部材は特に限定されるものではないが、プリフォーム12を形成するポリマー材料と固定部材との親和性を考慮して選択すると、界面において優れた接着性を発現させることができるので好ましい。上記のほかにも、固定端部側を加熱融着させる方法も好ましく用いることができる。この場合には、加熱装置により固定端部側を加熱させることにより、空隙27を塞ぐように芯部15と外殻部16とを融着させれば良い。加熱装置としては、固定端部を直接加熱して融着させることができるものであれば良く、特に限定されるものではない。例えば、ホットプレートや電熱ヒータなどが挙げられる。
In addition, before the preform 12 is heated and stretched, it is preferable that one of the end portions of the preform 12 is fixed. Thereby, the preform 12 can be extended without dropping the
また、所望の端部を固定する方法としては、図4に示すように、固定端部側に固化プラスチックによる底部を設ける方法も好ましく用いることができる。まず、図4(A)に示すように、嵌合孔13の端部のうち、延伸方向側に位置する固定端部13aの中に、プラスチックペレットを投入する。次に、この固定端部13をヒータなどで部分的に加熱して、このプラスチックペレットを溶融プラスチック29aとした後、嵌合孔27の中に芯部15を挿入する。すると、時間の経過に伴い、図4(B)に示すように、溶融プラスチック29aは冷却されて固化プラスチック29bとなるので、芯部15と外殻部16とが固定端部13aで固定される。
Further, as a method for fixing the desired end, as shown in FIG. 4, a method of providing a bottom portion made of solidified plastic on the fixed end can be preferably used. First, as shown in FIG. 4A, the plastic pellet is put into the fixed end portion 13a located on the extending direction side in the end portion of the
本実施形態では、芯部15および外殻部16の横断面が円形である形態を示したが、特に限定されるものではない。横断面の形状は、円形以外にも、非円形、すなわち楕円形、長方形などの多角形又は直線と曲線,円弧,楕円とを適宜選択して組合わせることにより形成される、多角形、閉曲線、直線および曲線などからなる図形が挙げられる。このようにして芯部15と外殻部16との横断面での形状を適宜組合せることにより、様々な横断面形状を有するプリフォーム12を形成することができる。このようなプリフォーム12を用いることにより、その横断面形状と略相似形である多種多様な光学部材10を製造することができる。
In this embodiment, although the cross section of the
なお、芯部15および外殻部16の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、溶融押出方法などが挙げられる。溶融押出方法に用いられる溶融押出装置は、その先端部に複合紡糸ノズルを備えている。そして、複合紡糸ノズルを構成するニップル、ダイスの形態には様々なものを用いることができるので、この複合紡糸ノズルの形態を変更することにより、様々な横断面形状の芯部または外殻部を形成すれば良い。このとき、ニップル,ダイスの形態に応じて、芯部または外殻部の横断面を非円形とすることができる。
In addition, the manufacturing method of the
なお、芯部15と外殻部16との溶融温度差が、100℃以内となるようにすることが好ましい。ただし、本実施形態のように、プリフォーム12を構成する部材が、コア部25a、クラッド部26aおよび外殻部16である場合には、各部材ごとの溶融温度差が100℃以内となるようにする。このように、各部材の溶融温度差を100℃以内とすると、加熱延伸させる際に、構成する樹脂が軟化していない状態で応力が加わることがなく、さらには、芯部15や外殻部16での熱ダメージ差が生じることなく作業を行うことができる。
In addition, it is preferable that the melting temperature difference between the
本発明における外殻部とは、プリフォームの最外殻に位置する部材を指すものとする。したがって、芯部がコア部のみの場合には、外殻部としてクラッド部を配することもできる。ただし、この場合には、嵌合孔を有し、コア部よりも低屈折率からなるクラッド部を形成した後、コア部とクラッド部とを嵌合させることでプリフォームとすれば良い。 The outer shell part in the present invention refers to a member located in the outermost shell of the preform. Therefore, when the core part is only the core part, the clad part can be disposed as the outer shell part. However, in this case, after forming a clad portion having a fitting hole and having a lower refractive index than the core portion, the core portion and the clad portion may be fitted to form a preform.
また、本実施形態では径の中心から外側に向かうにしたがい連続的に屈折率が低くなるGI型を示したが、屈折率分布が径の中心から外側に向かって次第に変化する形態であれば良く、特に限定されるものではない。GI型のほかにも、例えば、クラッド界面で屈折率が変化するSI型や、屈折率が径の中心から外側に向かうにしたがい段階的に低くなるMSI型などが挙げられる。また、本実施形態では、コア部において屈折率分布を発現させている形態を示したが、特に限定されるものではなく、コア部とクラッド部とからなる芯部全域に屈折率分布を発現させても良いし、芯部として、屈折率調整剤を含ませずにPMMAを用いてコア部と、PVDFからなるクラッド部と、コア部と同様の屈折率を有しPMMAからなる外殻部とを形成した後、これらを嵌合させると、SI型の屈折率分布を示すプリフォームを形成しても良い。なお、上記のように複数の部材を用いて、これらを嵌合させることによりプリフォームを形成する場合には、加熱延伸工程において加熱延伸することにより、一度に各部材の界面同士を熱融着させることができる。 Further, in the present embodiment, the GI type in which the refractive index continuously decreases from the center of the diameter toward the outside is shown, but it is only necessary that the refractive index distribution gradually changes from the center of the diameter toward the outside. There is no particular limitation. In addition to the GI type, for example, there are an SI type in which the refractive index changes at the cladding interface, and an MSI type in which the refractive index gradually decreases from the center of the diameter toward the outside. In this embodiment, the refractive index distribution is expressed in the core portion. However, the present invention is not particularly limited, and the refractive index distribution is expressed in the entire core portion including the core portion and the cladding portion. Alternatively, the core portion may be made of PMMA without containing a refractive index adjusting agent as a core portion, a cladding portion made of PVDF, and an outer shell portion made of PMMA having the same refractive index as that of the core portion. After forming these, when these are fitted, a preform showing an SI type refractive index distribution may be formed. In addition, when forming a preform by using a plurality of members as described above and fitting them together, heat-stretching is performed in the heat-stretching step so that the interfaces of the respective members are heat-sealed at a time. Can be made.
また、複数の嵌合孔を設けた外殻部も、本発明に適用することができる。図5に、複数の嵌合孔を設けた外殻部を用いる光学部材の一例の概略図を示す。図5(A)に示すように、外殻部30には、嵌合孔A31および嵌合孔B32が、それぞれ2個ずつ形成されている。各嵌合孔は大きさが異なり、かつ外殻部30の外形の横断面形状は、長方形とされている。図5(B)に示すように、外殻部30と嵌合される芯部A33および芯部B34は、対応する各嵌合孔の横断面の形状と略相似形とされる。嵌合孔A31に対応する芯部A33はコア部A33とクラッド部A33bとからなる。一方で、嵌合孔B32に対応する芯部B34は、コア部B34aとクラッド部B34bとからなる。そして、芯部A33および芯部B32を、それぞれに対応する嵌合孔に挿入すると、図5(C)に示すように、空隙A36と空隙B37とが形成されたプリフォーム35を得ることができる。
An outer shell portion provided with a plurality of fitting holes can also be applied to the present invention. FIG. 5 shows a schematic diagram of an example of an optical member using an outer shell portion provided with a plurality of fitting holes. As shown in FIG. 5A, the
そして、このプリフォーム35を、各空隙を減圧しながら加熱延伸させることにより、図5(D)に示すような光学部材38が得られる。光学部材38は、延伸されて細径となることから、各空隙が消失し、芯部材A39と芯部材B40と外殻部材41とが、互いに密着している。なお、上記のように複数の嵌合孔を有する外殻部を使用する場合、外殻部の横断面の形状やサイズなどは、特に限定されるものではなく、円形、非円形、すなわち楕円形、長方形などの多角形や、直線と曲線,円弧,楕円とが組み合わされた形状などから適宜選択して形成すれば良い。また、外殻部に設けられる嵌合孔のサイズや形状、個数なども、使用する芯部の形状や所望の本数に対応するようにして適宜調整すれば良く、特に限定されるものではない。 Then, the preform 35 is heated and stretched while decompressing each gap to obtain an optical member 38 as shown in FIG. Since the optical member 38 is drawn to have a small diameter, each gap disappears, and the core member A39, the core member B40, and the outer shell member 41 are in close contact with each other. In addition, when using the outer shell portion having a plurality of fitting holes as described above, the shape or size of the cross section of the outer shell portion is not particularly limited, and is circular, non-circular, that is, elliptical. The shape may be appropriately selected from a polygon such as a rectangle, or a combination of a straight line, a curve, an arc, and an ellipse. Further, the size, shape, number, and the like of the fitting holes provided in the outer shell portion may be appropriately adjusted so as to correspond to the shape of the core portion to be used and the desired number, and are not particularly limited.
以下、本発明に係わる実施形態を、製造工程を示しながら説明する。なお、第1製造工程11を示して説明した本発明に係わる製造条件は、後述の第2〜第4製造工程に適用されるものとし、各工程において、関連箇所の説明は割愛する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to manufacturing steps. Note that the manufacturing conditions according to the present invention described with reference to the first manufacturing process 11 are applied to second to fourth manufacturing processes to be described later, and description of related parts is omitted in each process.
図6に、本発明に係わる第2実施形態として第2製造工程50を示す。第2実施形態では、1つの芯部60と外殻部61とからなる単芯構造のプリフォーム素片51を複数用いてプリフォーム集合体52を形成した後、これを加熱延伸させて光学部材53を製造する。すなわち、プリフォーム集合体52が、プリフォームとしての役割を担う。したがって、第2製造工程50は、プリフォーム集合体形成工程66を含むプリフォーム形成工程55と加熱延伸工程56とを有する。
FIG. 6 shows a second manufacturing process 50 as a second embodiment according to the present invention. In the second embodiment, a
プリフォーム形成工程55は、芯部形成工程62と外殻部形成工程63と嵌合工程65とプリフォーム集合体形成工程66とからなる。先ず、芯部形成工程62で、中空状の芯部60を形成した後、外殻部形成工程63において、外殻部61を形成する。芯部60および外殻部61の製造方法は、第1製造工程11と同じ方法を用いれば良く、特に限定されるものではない。この芯部60は、光の伝送路となるコア部を含むものであり、外殻部60は、コア部の外周に配されるクラッド部や、芯部60を保護する保護層のうちいずれか1つを含むものとする。ただし、外殻部61は、嵌合孔を有しているものとする。この嵌合孔は、芯部60の外形と略相似形であり、かつ芯部60よりも外径が大きくなるように調整する。
The
次に、嵌合工程65において、芯部60と外殻部61とを嵌合させてプリフォーム素片51を形成する。このプリフォーム素片51の横断面の形状は、円形であっても良いし、非円形であっても良い。そして、プリフォーム集合体形成工程66において、複数本のプリフォーム素片51を配列させることにより、所望の横断面構造を有するプリフォーム集合体52を形成する。さらに、このプリフォーム集合体52を、その横断面の形状が光学部材53の横断面の形状と略相似形となるように加熱延伸させる。以上により、所望の横断面形状と外径を有する光学部材53を得ることができる。この方法により製造される光学部材53としては、2芯の高速シリアル伝送用、多芯のパラレル伝送用、画像読取用のPOFやプラスチック光ファイバアレイが挙げられる。なお、第2製造工程50での製造条件の詳細は後述する。
Next, in the
図7に、本発明に係わる第3実施形態として第3製造工程70を示す。第3実施形態では、プリフォーム素片71を延伸させて中間体プリフォーム72とした後、これを複数本用いてプリフォーム集合体73を形成する。このプリフォーム集合体73がプリフォームとなる。そして、このプリフォーム集合体73を加熱延伸させることにより光学部材74を製造する。したがって、第3製造工程70は、中間体プリフォーム72を形成する第1加熱延伸工程83を含むプリフォーム形成工程75と第2加熱延伸工程76とを有する。
FIG. 7 shows a third manufacturing process 70 as a third embodiment according to the present invention. In the third embodiment, the
まず、芯部形成工程80で、光伝送路となる芯部87を形成する。同時に、外殻部形成工程81で、この芯部87の外殻に配され、嵌合孔を有する中空状の外殻部88を形成する。なお、芯部80および外殻部88の製造方法は、特に限定されるものではなく、第1製造工程11で示した方法と同じものを用いれば良い。次に、嵌合工程82において、芯部87と外殻部88とを嵌合させてプリフォーム素片71とする。
First, in the core
次に、第1加熱延伸工程83において、プリフォーム素片71を加熱軟化させた後、これを延伸して中間体プリフォーム72とする。第1加熱延伸工程83における加熱温度は、特に限定されるものではないが、例えば、芯部87が、PMMAからなるコア部とPVDFからなるクラッド部とを有する形態である場合には、130〜250℃を満たすことが好ましい。また、延伸倍率も、特に限定されるものではないが、プリフォーム素片71に対して10〜500倍であることが好ましい。続いて、プリフォーム集合体形成工程84において、複数本の中間体プリフォーム72を所望の構造に配列させてプリフォーム集合体73を形成する。そして、第2加熱延伸工程76において、プリフォーム集合体73を加熱延伸することにより光学部材74を製造する。この光学部材74の横断面における外形状は、プリフォーム集合体73の横断面形状と略相似形である。以上により製造される光学部材74としては、例えば、この光学部材74を適宜長さに切断することで得られる、屈折率分布型プラスチックレンズが挙げられる。なお、第3製造工程70での製造条件の詳細は後述する。
Next, in the first heat stretching step 83, the
芯部87および外殻部88の横断面での形状は、特に限定されるものではなく、円形状以外にも、三角形、矩形、五角形、6角形などの多角形や非円形である楕円形、直線と曲線,円弧となどを組み合わせた形状のいずれであっても良い。また、プリフォーム集合体を構成する中間体プリフォーム72の本数、形状、サイズなども、特に限定されるものではない。
The shape in the cross section of the
図8に、本発明に係わる第4実施形態として第4製造工程90を示す。第4実施形態では、プリフォーム素片91を加熱延伸させて第1中間体プリフォーム92としてから、この外周に、外殻部となる部材を嵌合し加熱延伸する工程を繰り返し行うことにより、n層の外殻部を設けたプリフォーム93を形成する。そして、このプリフォーム93を加熱延伸させることにより光学部材94を製造する。したがって、第4製造工程90は、第1中間体プリフォーム92を形成する第1加熱延伸工程101を含むプリフォーム形成工程95と、加熱延伸工程96とを有する。
FIG. 8 shows a fourth manufacturing process 90 as a fourth embodiment according to the present invention. In the fourth embodiment, the
まず、プリフォーム素片形成工程100においてプリフォーム素片91を形成する。このプリフォーム素片91は、第2製造工程50および第3製造工程70で示したように、芯部と嵌合孔を有する外殻部とを形成後、嵌合孔に芯部を挿入して互いを嵌合させることにより形成する。なお、芯部および外殻部の製造方法は、第1製造工程11で示した方法と同じものを用いれば良い。ここでの嵌合工程を、第1嵌合工程(図示しない)と称する。次に、第1加熱延伸工程101において、プリフォーム素片91を加熱延伸させて、所望のサイズの第1中間体プリフォーム92を形成する。第1加熱延伸工程101での加熱温度や延伸倍率は、図7に示す第1延伸工程83と同じであるため、説明は割愛する。
First, the
第2嵌合工程102において、予め形成しておいた中空状の第2外殻部110と第1中間体プリフォーム92とを嵌合させて嵌合体を形成する。次に、第2加熱延伸工程103において、この嵌合体を加熱延伸させることにより、第2中間体プリフォーム111を形成する。この後、上記のように嵌合体を形成した後、加熱延伸させる工程を、所望の層数の外殻部が得られるまで繰り返し行う。さらに、第n嵌合工程104において、最外殻となる第n外殻部112を嵌合させた後、第n加熱延伸工程105において加熱延伸させることにより、芯部の外周に所望の層数の外殻部が設けられたプリフォーム93を得ることができる。そして、加熱延伸工程96において、プリフォーム93を所望のサイズになるよう延伸倍率を調整しながら延伸することにより光学部材94を製造する。この光学部材94の横断面の形状は、プリフォーム93の横断面の形状と略相似形である。なお、第4製造工程90での製造条件の詳細は、後述する。
In the 2nd
なお、プリフォーム素片91の外周に設けられる第n層の外殻部は、同一素材で形成されていても良いし、異種素材であっても良い。すなわち、プリフォーム素片91が芯部と外殻部とからなり、この芯部がコア部とクラッド部とからなる場合には、クラッド部と同一素材を用いて第n層の外殻部を設けても良いし、クラッド部とは異なる素材を用いて第n層の外殻部を形成しても良い。例えば、PMMAからなるコア部とPVDFからなるクラッド部とからなる芯部を形成する場合には、この芯部の外周にPVDFからなる第n層の外殻部を設けることもでき、または、この芯部の外周にPMMAからなる第n層の外殻部を設けることもできる。
The outer shell portion of the nth layer provided on the outer periphery of the
なお、第4製造工程90のプリフォーム93を複数本用いてプリフォーム集合体を形成した後、これを加熱延伸させることにより光学部材を得ることもできる。この場合、上記のプリフォーム集合体がプリフォームの役割を担う。
An optical member can also be obtained by forming a preform aggregate using a plurality of
以下に、本発明に係わる実施形態での製造条件の詳細を説明する。 Details of the manufacturing conditions in the embodiment according to the present invention will be described below.
本発明において、複数本のプリフォーム素片を用いてプリフォーム集合体を製造する場合、その本数は特に限定されるものではないが、2本以上100本以下であることが好ましく、より好ましくは2本以上50本以下であり、最も好ましくは2本以上10本以下である。また、その配置も特に限定されるものではなく、隣接するように配列させたり、結束させたりしても良い。 In the present invention, when a preform aggregate is produced using a plurality of preform pieces, the number is not particularly limited, but is preferably 2 or more and 100 or less, more preferably 2 or more and 50 or less, and most preferably 2 or more and 10 or less. Further, the arrangement is not particularly limited, and they may be arranged adjacent to each other or bound together.
また、各プリフォーム集合体を形成する際に使用するプリフォーム素片または中間体プリフォームは、それぞれが溶着もしくは接着によって接合されることにより連結して、1体化されたプリフォーム集合体が形成される。複数本のプリフォーム素片を配列または束ねる場合には、その界面に接着剤(例えば、ウレタン系化合物,エポキシ系化合物,アクリル系化合物など)を用いれば良い。ただし、加熱加圧法,超音波溶着法,振動溶着法などを用いて、各界面などを接着しても良い。なお、溶着または接着は、加熱延伸の前に行う他に、加熱延伸時の熱で行っても良い。 In addition, the preform pieces or intermediate preforms used in forming each preform aggregate are connected by welding or bonding to form a preform aggregate. It is formed. When a plurality of preform pieces are arranged or bundled, an adhesive (for example, urethane compound, epoxy compound, acrylic compound, etc.) may be used at the interface. However, the interfaces and the like may be bonded using a heating and pressing method, an ultrasonic welding method, a vibration welding method, or the like. In addition, welding or adhesion may be performed by heat at the time of heat stretching in addition to performing before heat stretching.
また、プリフォーム集合体に対して、この集合体の外周に外殻層を嵌めても良い。これにより、耐水性や強靭性を向上させたり、バラつきを防止したりすることができる。なお、プリフォーム集合体は、これを構成する複数のプリフォーム素片または中間体プリフォームを束ねる際に、接着を行わずに整列した状態のままで、これを延伸させても良い。この場合には、光学部材を形成する際に行う加熱延伸工程において加熱軟化する段階で、複数のプリフォーム素片または中間体プリフォームの表面同士が接着し、プリフォーム集合体の横断面と略相似形の横断面形状を有する光学部材を得ることができる。この方法は、特にプリフォーム集合体を構成するプリフォーム素片などの数が少ない場合に好適であり、接着工程が省略できるという利点がある。 Further, an outer shell layer may be fitted to the outer periphery of the preform assembly. Thereby, water resistance and toughness can be improved, or variation can be prevented. In addition, when a plurality of preform pieces or intermediate preforms constituting the preform aggregate are bundled, the preform aggregate may be stretched while being aligned without bonding. In this case, the surfaces of the plurality of preform pieces or intermediate preforms adhere to each other at the stage of heat softening in the heating and stretching step performed when forming the optical member, and the cross section of the preform aggregate is substantially the same. An optical member having a similar cross-sectional shape can be obtained. This method is suitable particularly when the number of preform pieces constituting the preform aggregate is small, and has an advantage that the bonding step can be omitted.
また、プリフォーム素片の形状は異なる種類を用いて良いし、プリフォーム素片の光学特性が異なっていても良い。プリフォーム素片の横断面の外周形状は、略円形に限定されるものでなく、略楕円形、多角形、直線と曲線とを組み合わせた形状であれば良い。また、異なる光学特性のプリフォーム素片を製造する方法としては、その構成材料を変更したり、後で説明する屈折率調整剤を用いて屈折率分布を変更したり、添加物を選択することにより、所望の光学特性を発現させる方法が挙げられるが、特に限定されるものではない。 Further, different types of preform pieces may be used, and the optical characteristics of the preform pieces may be different. The outer peripheral shape of the cross section of the preform piece is not limited to a substantially circular shape, and may be any shape that is a combination of a substantially elliptical shape, a polygonal shape, a straight line and a curved line. In addition, as a method of manufacturing preform pieces having different optical characteristics, the constituent materials are changed, the refractive index distribution is changed using a refractive index adjusting agent described later, or additives are selected. However, it is not particularly limited to a method of developing desired optical characteristics.
本発明の光学部材のうち、コア部について説明する。コア部の原料となる重合性モノマーとしては、塊状重合が容易である原料を選択するのが好ましい。光透過性が高く塊状重合しやすい原料としては例えば、以下のような(メタ)アクリル酸エステル類(フッ素不含(メタ)アクリル酸エステル(a),含フッ素(メタ)アクリル酸エステル(b)),スチレン系化合物(c),ビニルエステル類(d)などを例示することができ、コア部はこれらのホモポリマー、あるいはこれらモノマーの2種以上からなる共重合体、およびホモポリマー及び/または共重合体の混合物から形成することができる。これらのうち、(メタ)アクリル酸エステル類を重合性モノマーとして含む組成を好ましく用いることができる。 A core part is demonstrated among the optical members of this invention. As the polymerizable monomer that is a raw material for the core part, it is preferable to select a raw material that is easily bulk-polymerized. Examples of raw materials that are highly light transmissive and easy to bulk polymerize include the following (meth) acrylic acid esters (fluorine-free (meth) acrylic acid ester (a), fluorine-containing (meth) acrylic acid ester (b) ), Styrenic compounds (c), vinyl esters (d), etc., and the core part is a homopolymer of these, or a copolymer comprising two or more of these monomers, and a homopolymer and / or It can be formed from a mixture of copolymers. Among these, a composition containing (meth) acrylic acid esters as a polymerizable monomer can be preferably used.
以上に挙げた重合性モノマーとしては、具体的に、(a)フッ素不含メタクリル酸エステルおよびフッ素不含アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル(MMA)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸−tert−ブチル、メタクリル酸ベンジル(BzMA)、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル、トリシクロ[5・2・1・02 ,6 ]デカニルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ノルボルニルメタクリレートなどが挙げられ、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−tert−ブチル、アクリル酸フェニルなどが挙げられる。また、(b)含フッ素アクリル酸エステルおよび含フッ素メタクリル酸エステルとしては、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、1−トリフルオロメチル−2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、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、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレートなどが挙げられる。さらに、(c)スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどが挙げられる。そして、(d)ビニルエステル類としては、ビニルアセテート、ビニルベンゾエート、ビニルフェニルアセテート、ビニルクロロアセテートなどが挙げられる。勿論、これらに限定されるものではない。モノマーの単独あるいは共重合体からなるコア部のポリマーの屈折率は、クラッド部のそれに比べて同などかあるいはそれ以上になるように構成モノマーの種類,組成比を選択する。特に好ましいポリマーとしては、透明樹脂であるポリメタクリル酸メチル(PMMA)が挙げられる。 Specific examples of the polymerizable monomers listed above include (a) fluorine-free methacrylic acid ester and fluorine-free acrylic acid ester: methyl methacrylate (MMA), ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, methacrylic acid. -tert- butyl, benzyl methacrylate (BzMA), phenyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, diphenylmethyl, tricyclo [5 · 2 · 1 · 0 2, 6] decanyl methacrylate, adamantyl methacrylate, isobornyl methacrylate, Examples include norbornyl methacrylate, and examples thereof include methyl acrylate, ethyl acrylate, tert-butyl acrylate, and phenyl acrylate. Examples of (b) fluorine-containing acrylic acid ester and fluorine-containing methacrylate ester include 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,3,3. , 3-pentafluoropropyl methacrylate, 1-trifluoromethyl-2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate, 2,2, Examples include 3,3,4,4-hexafluorobutyl methacrylate. Furthermore, (c) styrene compounds include styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, bromostyrene, and the like. Examples of (d) vinyl esters include vinyl acetate, vinyl benzoate, vinyl phenyl acetate, and vinyl chloroacetate. Of course, it is not limited to these. The type and composition ratio of the constituent monomers are selected so that the refractive index of the polymer of the core portion made of a monomer alone or a copolymer is equal to or higher than that of the cladding portion. A particularly preferred polymer is polymethyl methacrylate (PMMA), which is a transparent resin.
さらに、光学部材を近赤外線用途に用いる場合は、コア部のポリマーを構成するC−H結合に起因した吸収損失が起こるために、特許第3332922号公報などに記載されているような重水素化ポリメチルメタクリレート(PMMA−d8)、ポリトリフルオロエチルメタクリレート(P3FMA)、ポリヘキサフルオロイソプロピル2−フルオロアクリレート(HFIP 2−FA)などを始めとする、C−H結合の水素原子(H)を重水素原子(D)やフッ素(F)などで置換した重合体を用いる。これにより、伝送損失が生じる波長域を長波長化することができ、伝送信号光の損失を軽減することができる。なお、原料モノマーは重合後の透明性を損なわないためにも、不純物や散乱源となる異物は重合前に十分に低減することが望ましい。 Further, when the optical member is used for near-infrared applications, absorption loss due to the C—H bond constituting the polymer of the core portion occurs, so that deuteration as described in Japanese Patent No. 3332922 and the like occurs. Hydrogen atoms (H) of C—H bonds such as polymethyl methacrylate (PMMA-d8), polytrifluoroethyl methacrylate (P3FMA), polyhexafluoroisopropyl 2-fluoroacrylate (HFIP 2-FA), etc. A polymer substituted with a hydrogen atom (D) or fluorine (F) is used. As a result, the wavelength region where transmission loss occurs can be lengthened, and loss of transmission signal light can be reduced. In addition, in order not to impair the transparency after polymerization of the raw material monomer, it is desirable to sufficiently reduce impurities and foreign substances that become scattering sources before polymerization.
本発明の光学部材のうち、クラッド部について説明する。クラッド部の素材には、コア部を伝送する光がそれらの界面で全反射するために、コア部よりも低屈折率であり、コア部との密着性に優れるものを用いることが好ましい。ただし、素材の選択によってコア部とクラッド部との界面において不整が起こりやすかったり、もしくは、製造適性上、好ましくなかったりする場合などでは、コア部とクラッド部との間に、さらに層を設けて、その整合性を向上させても良い。この場合、例えば、コア部との界面(即ち、中空管の内壁面)に、コア部のマトリックスと同一組成のポリマーからなるアウターコア層を形成すると、コア部とクラッド部との界面状態を矯正することができる。なお、アウターコア層の詳細については後述する。勿論、アウターコア層を形成せずに、クラッド部そのものを、コア部のマトリックスと同一組成のポリマーから形成しても良い。 Of the optical member of the present invention, the clad portion will be described. As the material of the clad part, it is preferable to use a material having a lower refractive index than that of the core part and having excellent adhesion to the core part, because light transmitted through the core part is totally reflected at the interface between them. However, if irregularities are likely to occur at the interface between the core part and the clad part due to the selection of the material, or it is not preferable in terms of manufacturing suitability, an additional layer is provided between the core part and the clad part. The consistency may be improved. In this case, for example, when an outer core layer made of a polymer having the same composition as the matrix of the core part is formed on the interface with the core part (that is, the inner wall surface of the hollow tube), the interface state between the core part and the cladding part is changed. It can be corrected. Details of the outer core layer will be described later. Of course, the clad part itself may be formed from a polymer having the same composition as the matrix of the core part without forming the outer core layer.
クラッド部の素材としては、タフネス及び耐湿熱性にも優れているものが好ましく用いられる。例えば、好適な素材としては、フッ素含有モノマーの単独重合体または共重合体が挙げられる。フッ素含有モノマーとしては、フッ化ビニリデン(PVDF)が好ましく、フッ化ビニリデンを10質量%以上含有する1種以上の重合性モノマーを重合させて得られるフッ素樹脂が好ましく用いられる。 As the material for the clad part, a material excellent in toughness and heat-and-moisture resistance is preferably used. For example, suitable materials include homopolymers or copolymers of fluorine-containing monomers. As the fluorine-containing monomer, vinylidene fluoride (PVDF) is preferable, and a fluorine resin obtained by polymerizing one or more polymerizable monomers containing 10% by mass or more of vinylidene fluoride is preferably used.
また、溶融押出法により重合体を成形し、クラッド部を作製する場合は、重合体の溶融粘度が適当であることが必要である。この溶融粘度については、相関する物性として分子量が用いられ特に重量平均分子量との相関がある。本発明においては、重量平均分子量が1〜100万の範囲であることが適当であり、より好ましくは5〜50万の範囲である。 In addition, when a polymer is formed by melt extrusion to produce a clad part, it is necessary that the polymer has an appropriate melt viscosity. As for the melt viscosity, the molecular weight is used as a correlated physical property, and particularly has a correlation with the weight average molecular weight. In the present invention, the weight average molecular weight is suitably in the range of 1 to 1,000,000, more preferably in the range of 5 to 500,000.
さらに、コア部への水分の侵入を防ぐことが好ましく、そのためには、吸水率が低いポリマーをクラッド部の素材(材料)として用いる。すなわち飽和吸水率(以下、吸水率と称する)が1.8%未満のポリマーを用いてクラッド部を作製するのが好ましい。より好ましくは1.5%未満のポリマー、さらに好ましくは1.0%未満のポリマーを用いてクラッド部を作製することが好ましい。また、前記アウターコア層を作製する場合にも同様の吸水率のポリマーを用いることが好ましい。吸水率(%)は、ASTM D 570試験法に従い、23℃の水中に試験片を1週間浸漬し、そのときの吸水率を測定することにより算出することができる。 Furthermore, it is preferable to prevent moisture from entering the core portion. For this purpose, a polymer having a low water absorption rate is used as a material (material) for the cladding portion. That is, it is preferable to produce a clad part using a polymer having a saturated water absorption rate (hereinafter referred to as a water absorption rate) of less than 1.8%. More preferably, the clad portion is formed using less than 1.5% polymer, and more preferably less than 1.0% polymer. Further, it is preferable to use a polymer having the same water absorption rate when the outer core layer is produced. The water absorption rate (%) can be calculated by immersing the test piece in water at 23 ° C. for 1 week according to the ASTM D 570 test method and measuring the water absorption rate at that time.
コア部及び/又はクラッド部が、重合性モノマーから重合されたポリマーから作製される場合、重合の際に重合開始剤が用いられる。重合開始剤としては、用いるモノマーや重合方法に応じて適宜選択することができ、例えば、過酸化ベンゾイル(BPO)、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサネート(PBO)、ジ−tert−ブチルパーオキシド(PBD)、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート(PBI)、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バラレート(PHV)などのパーオキサイド系化合物が挙げられる。また、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、2,2’−アゾビス(2−メチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2,3−ジメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルヘキサン)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2,3,3−トリメチルブタン)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−メチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−メチルヘキサン)、3,3’−アゾビス(3,4−ジメチルペンタン)、3,3’−アゾビス(3−エチルペンタン)、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジエチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジ−tert−ブチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などのアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は勿論これらに限定されるものではなく、更には2種類以上を併用しても良い。 When the core part and / or the clad part are made from a polymer polymerized from a polymerizable monomer, a polymerization initiator is used in the polymerization. As a polymerization initiator, it can select suitably according to the monomer and polymerization method to be used, for example, benzoyl peroxide (BPO), tert- butyl peroxy-2-ethyl hexanate (PBO), di-tert-butyl. Examples thereof include peroxide compounds such as peroxide (PBD), tert-butyl peroxyisopropyl carbonate (PBI), and n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate (PHV). 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2′-azobis (2-methylpropane), 2,2′-azobis (2-methylbutane), 2,2′-azobis (2-methylpentane), 2,2′-azobis (2,3-dimethylbutane), 2,2 '-Azobis (2-methylhexane), 2,2'-azobis (2,4-dimethylpentane), 2,2'-azobis (2,3,3-trimethylbutane), 2,2'-azobis (2 , 4,4-trimethylpentane), 3,3′-azobis (3-methylpentane), 3,3′-azobis (3-methylhexane), 3,3′-azobis (3,4-dimethylpentane), 3,3'-azobis 3-ethylpentane), dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), diethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate), di-tert-butyl-2,2 ′ -Azo compounds such as azobis (2-methylpropionate). Of course, the polymerization initiator is not limited to these, and two or more kinds may be used in combination.
コア部形成用重合性組成物及びクラッド部形成用重合性組成物は、連鎖移動剤を含有していることが好ましい。連鎖移動剤は、主に重合体の分子量を調整するために用いられる。クラッド部およびコア部形成用重合性組成物がそれぞれ連鎖移動剤を含有していると、重合性モノマーからポリマーを形成する際に、重合速度および重合度を前記連鎖移動剤によってより制御することができ、重合体の分子量を所望の分子量に調整することができる。例えば、得られたプリフォームを延伸により線引して光学部材を形成する際に、分子量を調整することによって延伸時における機械的特性を所望の範囲とすることができ、生産性の向上にも寄与する。 The polymerizable composition for forming a core part and the polymerizable composition for forming a clad part preferably contain a chain transfer agent. Chain transfer agents are mainly used to adjust the molecular weight of the polymer. When the polymerizable composition for forming the cladding part and the core part each contains a chain transfer agent, the polymerization rate and the degree of polymerization can be more controlled by the chain transfer agent when forming the polymer from the polymerizable monomer. The molecular weight of the polymer can be adjusted to a desired molecular weight. For example, when forming the optical member by drawing the obtained preform by stretching, the mechanical properties at the time of stretching can be adjusted to a desired range by adjusting the molecular weight, which also improves productivity. Contribute.
連鎖移動剤については、併用する重合性モノマーの種類に応じて、適宜、種類および添加量を選択することができる。各モノマーに対する連鎖移動剤の連鎖移動定数は、例えば、ポリマーハンドブック第3版(J.BRANDRUPおよびE.H.IMMERGUT編、JOHN WILEY&SON発行)を参照することができる。また、前記連鎖移動定数は大津隆行、木下雅悦共著「高分子合成の実験法」化学同人、昭和47年刊を参考にして、実験によっても求めることができる。 About a chain transfer agent, according to the kind of polymerizable monomer used together, a kind and addition amount can be selected suitably. The chain transfer constant of the chain transfer agent for each monomer can be referred to, for example, Polymer Handbook 3rd Edition (J. BRANDRUP and EH IMMERGUT edition, published by JOHN WILEY & SON). The chain transfer constant can also be obtained by experiment with reference to Takayuki Otsu and Masato Kinoshita, “Experimental Methods for Polymer Synthesis”, Kagaku Dojin, published in 1972.
連鎖移動剤としては、アルキルメルカプタン類(例えば、n−ブチルメルカプタン、n−ペンチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンなど)、チオフェノール類(例えば、チオフェノール、m−ブロモチオフェノール、p−ブロモチオフェノール、m−トルエンチオール、p−トルエンチオールなど)などを用いることが好ましい。特に、n−オクチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンのアルキルメルカプタンを用いるのが好ましい。また、C−H結合の水素原子が重水素原子(D)やフッ素原子(F)で置換された連鎖移動剤を用いることもできる。なお、連鎖移動剤は勿論これらに限定されるものではなく、これら連鎖移動剤は2種類以上を併用しても良い。 Examples of chain transfer agents include alkyl mercaptans (for example, n-butyl mercaptan, n-pentyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan), thiophenols (for example, thiophenol, m- Bromothiophenol, p-bromothiophenol, m-toluenethiol, p-toluenethiol, etc.) are preferably used. In particular, it is preferable to use an alkyl mercaptan such as n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, and tert-dodecyl mercaptan. A chain transfer agent in which a hydrogen atom of a C—H bond is substituted with a deuterium atom (D) or a fluorine atom (F) can also be used. Of course, the chain transfer agent is not limited to these, and two or more of these chain transfer agents may be used in combination.
コア部用重合性組成物には、屈折率調整剤を含有させることが好ましい。屈折率調整剤はドーパントとも称され、併用する前記重合性モノマーの屈折率と異なる化合物である。なお、必要に応じて、クラッド部重合性組成物に屈折率調整剤を含有させても良い。屈折率調整剤の濃度に分布を持たせることによって、濃度の分布に基づいて屈折率分布型のコアを容易に作製することができる。このとき、その屈折率差は0.005以上であるのが好ましい。ただし、屈折率調整剤を用いなくとも、コア部の形成に2種以上の重合性モノマーを用いて、コア部内に共重合比の分布を持たせることにより、屈折率分布構造を導入することもできる。 The core part polymerizable composition preferably contains a refractive index adjusting agent. The refractive index adjusting agent is also called a dopant, and is a compound different from the refractive index of the polymerizable monomer used together. In addition, you may make a clad part polymeric composition contain a refractive index adjusting agent as needed. By providing a distribution in the concentration of the refractive index adjusting agent, a refractive index distribution type core can be easily produced based on the concentration distribution. At this time, the difference in refractive index is preferably 0.005 or more. However, it is possible to introduce a refractive index distribution structure by using two or more kinds of polymerizable monomers for forming the core portion and providing a distribution of the copolymerization ratio in the core portion without using a refractive index adjusting agent. it can.
ドーパントは、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して、屈折率が高くなる性質を有する。これらは、特許第3332922号公報や特開平5−173026号公報に記載されているような、モノマーの合成によって生成される重合体との比較において溶解性パラメータとの差が7(cal/cm3 )1/2 以内であると共に、屈折率の差が0.001以上であり、これを含有する重合体が無添加の重合体と比較して屈折率が変化する性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件(加熱および加圧などの重合条件)下において安定であるものを、いずれも用いることができる。 The dopant has the property that the polymer containing it has a higher refractive index than the additive-free polymer. These have a difference in solubility parameter of 7 (cal / cm 3) in comparison with a polymer produced by monomer synthesis as described in Japanese Patent No. 3333292 and Japanese Patent Laid-Open No. 5-173026. ) Within 1/2 , and the difference in refractive index is 0.001 or more, and the polymer containing this has the property of changing the refractive index as compared to the additive-free polymer. Any of those that can stably coexist and are stable under the polymerization conditions (polymerization conditions such as heating and pressurization) of the above-described polymerizable monomer can be used.
上記性質を有し、重合体と安定して共存可能で、且つ前述の原料である重合性モノマーの重合条件(加熱および加圧などの重合条件)下において安定であるものを、ドーパントとして用いることができる。例えば、コア部形成用重合性組成物にドーパントを含有させ、コア部を形成する工程においてラジカル重合により重合の進行方向を制御し、ドーパントの濃度に傾斜を持たせ、コア部にドーパントの濃度分布に基づく屈折率分布構造を形成する方法が挙げられる。この屈折率分布構造は、横断面において中心から外周に向かって屈折率が変化するもので、屈折率が中心から外周に向うに従い次第に連続的に低くなるGI型と、屈折率が中心から外周に向うに従い次第に段階的に低くなるマルチステップインデックス(MI)型とがある。これらGI型またはMI型の光学部材は、広い伝送帯域を有する。 Using the above-mentioned properties as a dopant that can stably coexist with a polymer and is stable under the polymerization conditions (polymerization conditions such as heating and pressurization) of the above-described raw material polymerizable monomer. Can do. For example, the core portion-forming polymerizable composition contains a dopant, and in the step of forming the core portion, the polymerization progress direction is controlled by radical polymerization, the dopant concentration is inclined, and the dopant concentration distribution in the core portion. And a method of forming a refractive index distribution structure based on the above. In this refractive index distribution structure, the refractive index changes from the center to the outer periphery in the cross section, the GI type in which the refractive index gradually decreases from the center to the outer periphery, and the refractive index from the center to the outer periphery. There is a multi-step index (MI) type that gradually becomes lower as it goes. These GI type or MI type optical members have a wide transmission band.
ドーパントは重合性化合物であっても良く、重合性化合物のドーパントを用いた場合は、これを共重合成分として含む共重合体が、これを含まない重合体と比較して、屈折率が上昇する性質を有するものを用いる。なお、このような共重合体には、MMA−BzMA共重合体などが挙げられる。 The dopant may be a polymerizable compound. When a dopant of the polymerizable compound is used, a copolymer containing this as a copolymerization component has a higher refractive index than a polymer not containing this. Use those with properties. Examples of such a copolymer include MMA-BzMA copolymer.
ドーパントとしては、特許第3332922号や特開平11−142657号公報に記載されているような、例えば、安息香酸ベンジル(BEN)、硫化ジフェニル(DPS)、リン酸トリフェニル(TPP)、フタル酸ベンジル−n−ブチル(BBP)、フタル酸ジフェニル(DPP)、ジフェニル(DP)、ジフェニルメタン(DPM)、リン酸トリクレジル(TCP)、ジフェニルスルホキシド(DPSO)、硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体などが挙げられる。中でも、BEN、DPS、TPP、DPSOおよび硫化ジフェニル誘導体、ジチアン誘導体が好ましい。なお、これらの化合物中に存在する水素原子を重水素原子に置換した化合物も広い波長域での透明性を向上させる目的で用いることができる。また、重合性化合物として、例えば、トリブロモフェニルメタクリレートなどが挙げられる。屈折率調整成分として重合性化合物を用いる場合は、マトリックスを形成する際に、重合性モノマーと重合性屈折率成分とを共重合させるので、種々の特性(特に光学特性)の制御がより困難となるが、耐熱性の面では有利となる可能性がある。 Examples of the dopant include, for example, benzyl benzoate (BEN), diphenyl sulfide (DPS), triphenyl phosphate (TPP), and benzyl phthalate, as described in Japanese Patent No. 3332922 and JP-A-11-142657. -N-butyl (BBP), diphenyl phthalate (DPP), diphenyl (DP), diphenylmethane (DPM), tricresyl phosphate (TCP), diphenyl sulfoxide (DPSO), sulfurized diphenyl derivatives, dithian derivatives and the like. Among them, BEN, DPS, TPP, DPSO, sulfurized diphenyl derivatives, and dithian derivatives are preferable. In addition, compounds obtained by substituting hydrogen atoms present in these compounds with deuterium atoms can also be used for the purpose of improving transparency in a wide wavelength region. Examples of the polymerizable compound include tribromophenyl methacrylate. When a polymerizable compound is used as the refractive index adjusting component, it is difficult to control various characteristics (particularly optical characteristics) because the polymerizable monomer and the polymerizable refractive index component are copolymerized when forming the matrix. However, it may be advantageous in terms of heat resistance.
ドーパントの濃度および分布を調整することによって、光学部材の屈折率を所望の値に変化させることができる。その添加量は、用途および組み合わされる部材に応じて適宜選ばれる。なお、ドーパントは、複数種類添加しても良い。 By adjusting the concentration and distribution of the dopant, the refractive index of the optical member can be changed to a desired value. The amount added is appropriately selected according to the use and the member to be combined. A plurality of dopants may be added.
ドーパントなどの他にも、コア部やクラッド部、もしくはそれらの一部には、光伝送性能を低下させない範囲であれば、それらを構成する重合性組成物に添加剤を含有させることができる。例えば、コア部もしくはその一部に耐候性や耐久性などを向上させる目的で、安定剤を添加することができる。また、光伝送性能の向上を目的として、光信号増幅用の誘導放出機能化合物を添加することもできる。前記誘導放出機能化合物を添加することにより、減衰した信号光を励起光により増幅することができ、伝送距離が向上するので、例えば、光伝送リンクの一部に光ファイバ増幅器として使用することができる。これらの添加剤も、原料モノマーに添加した後、重合することによって、コア部、クラッド部もしくはそれらの一部に含有させることができる。 In addition to the dopant and the like, the core part, the clad part, or a part thereof may contain an additive in the polymerizable composition constituting the core as long as the optical transmission performance is not deteriorated. For example, a stabilizer can be added to the core portion or a part thereof for the purpose of improving weather resistance, durability, and the like. In addition, for the purpose of improving optical transmission performance, a stimulated emission functional compound for optical signal amplification can also be added. By adding the stimulated emission functional compound, the attenuated signal light can be amplified by the excitation light, and the transmission distance is improved. For example, it can be used as an optical fiber amplifier in a part of the optical transmission link. . These additives can also be contained in the core part, the clad part or a part of them by adding to the raw material monomer and then polymerizing.
加熱延伸後のクラッド部の外周には、防水性や耐久性などを向上させる目的により、溶融樹脂の押出成形などによって被覆層を設けることが好ましい。この被覆層の材料は特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性樹脂が用いられ、特に、耐薬品性や柔軟性が良好であることなどからポリオレフィン系樹脂が好ましく用いられる。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、エチレン、プロピレン又はα−オレフィンなどの重合体が挙げられる。α−オレフィンとしては、例えば、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペプテン、1−オクテンなどが挙げられ、これらの重合体としては、例えば、ポリエチレン、エチレンとプロピレンの共重合体、エチレンとα−オレフィンの共重合体、ポリプロピレン、プロピレンとα−オレフィンの共重合体、ポリブテン、ポリイソプレンなどが挙げられる。また、ポリオレフィン系樹脂は、得られる物性を考慮した上で、適当な組合せにてブレンドされているものを用いても良い。なお、ポリオレフィン系樹脂の分子量および分子量分布は、特に限定されるものではないが、その重量平均分子量は、通常5000〜5000000であり、好ましくは20000〜300000である。そして、重量平均分子量Mw/数平均分子量Mnで示される分子量分布は、1〜80であり、好ましくは1〜40とされる。 It is preferable to provide a coating layer on the outer periphery of the clad portion after heat-stretching by extrusion molding of a molten resin or the like for the purpose of improving waterproofness and durability. The material of the coating layer is not particularly limited, and for example, a thermoplastic resin is used. Particularly, a polyolefin-based resin is preferably used because it has good chemical resistance and flexibility. Examples of the polyolefin-based resin include polymers such as ethylene, propylene, and α-olefin. Examples of the α-olefin include 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-peptene, and 1-octene. Examples of these polymers include polyethylene. And copolymers of ethylene and propylene, copolymers of ethylene and α-olefin, polypropylene, copolymers of propylene and α-olefin, polybutene, polyisoprene and the like. In addition, the polyolefin resin may be blended in an appropriate combination in consideration of the physical properties to be obtained. In addition, although the molecular weight and molecular weight distribution of polyolefin resin are not specifically limited, The weight average molecular weight is 5000-5 million normally, Preferably it is 20000-300000. And the molecular weight distribution shown by weight average molecular weight Mw / number average molecular weight Mn is 1-80, Preferably it is set to 1-40.
また、放射線硬化樹脂や熱硬化性樹脂を塗布した後に、放射線を照射したり、熱をかけたりすることにより硬化させて、被覆材としても良い。放射線硬化樹脂としては、例えば、アクリル変性の不飽和ポリエステルやエポキシ樹脂、ポリウレタンなどが挙げられ、熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂やメラミン樹脂、ジアクリルフタレート樹脂などが挙げられる。なお、前記被覆層は一層のみならず、複層であっても良い。複層とする場合には、間に抗張力繊維などを配置しても良い。 Moreover, after apply | coating a radiation curable resin or a thermosetting resin, it is good also as making it harden | cure by irradiating a radiation or applying heat, and it is good also as a coating material. Examples of the radiation curable resin include acrylic-modified unsaturated polyester, epoxy resin, and polyurethane, and examples of the thermosetting resin include phenol resin, melamine resin, and diacryl phthalate resin. In addition, the coating layer may be not only a single layer but also a multilayer. In the case of multiple layers, tensile strength fibers or the like may be disposed between them.
前述の各実施形態においてコアには予め光散乱粒子を含有させても良い。光散乱粒子としては、その大きさは特に限定されるものではないが、平均粒径が1μm以上2μm以下のものが好ましく用いられる。なお、素材も特に限定されるものではないが、シリコン粒子,シリカ粒子,ポリスチレン粒子,ジルコニアビーズ,メラミン粒子などが好ましく用いられ、特に好ましくはシリコン粒子を用いることである。コア42に光散乱粒子を含有させることで、特開平10−186184号公報に開示されている光バス(シートバス)のような光インターコネクション技術用途や、また異なる光散乱粒子濃度の単位をパターン状に配置して局部的に光散乱能を変化させた導光板や拡散シートおよび反射板などの導光部材用途などに本発明の光学部材を用いることができる。 In each of the embodiments described above, the core may contain light scattering particles in advance. The size of the light scattering particles is not particularly limited, but those having an average particle diameter of 1 μm or more and 2 μm or less are preferably used. The material is not particularly limited, but silicon particles, silica particles, polystyrene particles, zirconia beads, melamine particles, and the like are preferably used, and silicon particles are particularly preferably used. By containing light scattering particles in the core 42, the optical interconnection technology application such as the optical bus (sheet bus) disclosed in JP-A-10-186184, and different light scattering particle concentration units are patterned. The optical member of the present invention can be used for light guide member applications such as a light guide plate, a diffusion sheet, and a reflector plate that are arranged in a shape and locally change the light scattering ability.
本発明の光伝送材料は、種々の発光素子や受光素子、光スイッチ、光アイソレータ、光集積回路、光送受信モジュールなどの光部品を含む光信号処理装置に用いられ、必要に応じて他の石英やプラスッチ製の光ファイバや光導波路などと組み合わせても良い。それらに関連する技術としてはいかなる公知の技術も適用でき、例えば、プラスティックオプティカルファイバの基礎と実際(エヌ・ティー・エス社発行)、日経エレクトロニクス2001.12.3号110頁〜127頁「プリント配線基板に光部品が載る,今度こそ」などを参考にすることができる。前記文献に記載の種々の技術と組み合わせることによって、本発明の光学部材は、コンピュータや各種デジタル機器内の装置内配線や、車両・船舶などの内部配線、光伝送システムなどに用いられる。光伝送システムは、高速大容量のデータ通信や電磁波の影響を受けない制御用途に用いられ、短距離用途であることが特に好ましい。この光伝送システムの具体例としては、データ通信光端末とデジタル機器、デジタル機器同士の光リンクや、一般家庭や集合住宅・工場・オフィス・病院・学校などの屋内や域内の光LANなどがある。 The optical transmission material of the present invention is used in an optical signal processing apparatus including optical components such as various light emitting elements, light receiving elements, optical switches, optical isolators, optical integrated circuits, and optical transmission / reception modules. Alternatively, it may be combined with an optical fiber or an optical waveguide made of plastic. Any known technique can be applied as a technique related to them. For example, the basic and actual of plastic optical fiber (published by NTS Corporation), Nikkei Electronics 2001.1.2.3, pp. 110-127 “Printed Wiring You can refer to "This time, optical components are mounted on the board." By combining with various techniques described in the above-mentioned documents, the optical member of the present invention is used for internal wiring in computers and various digital devices, internal wiring for vehicles and ships, optical transmission systems, and the like. The optical transmission system is used for high-speed and large-capacity data communication and control applications that are not affected by electromagnetic waves, and particularly preferably for short-distance applications. Specific examples of this optical transmission system include data communication optical terminals and digital devices, optical links between digital devices, and indoor or regional optical LANs in ordinary homes, apartment houses, factories, offices, hospitals, schools, etc. .
さらに、IEICE TRANS. ELECTRON., VOL. E84-C, No.3, MARCH 2001, p.339−344 「High Uniformity Star Coupler Using Diffused Light Transmission」,エレクトロニクス実装学会誌 Vol.3, No.6, 2000 476頁〜480頁「光シートバス技術によるインタコネクション」に記載されているものや、特開平10−123350号、特開2002−90571号、特開2001−290055号などの各公報に記載の光バス;特開2001−74971号、特開2000−329962号、特開2001−74966号、特開2001−74968号、特開2001−318263号、特開2001−311840号などの各公報に記載の光分岐結合装置;特開2000−241655号などの公報に記載の光スターカプラ;特開2002−62457号、特開2002−101044号、特開2001−305395号などの各公報に記載の光信号伝達装置や光バスシステム;特開2002−23011号などに記載の光信号処理装置;特開2001−86537号などに記載の光信号クロスコネクトシステム;特開2002−26815号などに記載の光伝送システム;特開2001−339554号、特開2001−339555号などの各公報に記載のマルチファンクションシステム;や各種の光導波路、光分岐器、光結合器、光合波器、光分波器などと組み合わせることで、多重化した送受信などを使用して、より高度な光伝送システムを構築することができる。以上の光伝送用途以外にも、本発明のプラスチック光学部材は、照明、エネルギー伝送、イルミネーション、センサ分野にも用いることができる。 Further, IEICE TRANS. ELECTRON. , VOL. E84-C, no. 3, MARCH 2001, p. 339-344 “High Uniformity Star Coupler Using Diffused Light Transmission”, Journal of Japan Institute of Electronics Packaging, Vol. 3, no. 6, 2000, pages 476 to 480, as described in "Interconnection with Optical Sheet Bus Technology", and Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-123350, 2002-90571, 2001-290055, and the like. Optical buses described: Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-74971, 2000-329962, 2001-74966, 2001-74968, 2001-318263, 2001-31840, etc. Optical star couplers described in JP 2000-241655 A, etc .; JP 2002-624457, JP 2002-101044, JP 2001-305395 A, etc. Optical signal transmission apparatus and optical bus system; optical signal processing described in JP-A-2002-23011, etc. Optical device: optical signal cross-connect system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-86537, etc .; optical transmission system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-26815; Multi-function system as described in the above; and various optical waveguides, optical splitters, optical couplers, optical multiplexers, optical demultiplexers, etc., combined with transmission / reception, etc., for more advanced optical transmission A system can be constructed. In addition to the above optical transmission applications, the plastic optical member of the present invention can be used in the fields of illumination, energy transmission, illumination, and sensors.
以下、本発明に係る光学部材の製造方法について、実施例1〜5を挙げてさらに具体的に説明する。なお、以下の実施例に示す材料の種類、それらの割合、処方などは、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更して良い。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the manufacturing method of the optical member according to the present invention will be described more specifically with reference to Examples 1 to 5. It should be noted that the types of materials, ratios thereof, prescriptions, and the like shown in the following examples may be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
実施例1では、図1に示す第1製造工程11により、図3(A)に示すようなコア部25aとクラッド部26aとからなる芯部15と、嵌合孔27を有する外殻部16とを形成後、これらを嵌合させて、図3(B)に示すようなプリフォーム12とし、さらに、このプリフォーム12を加熱延伸して、図3(C)に示すような光学部材10を製造した。
In the first embodiment, the first manufacturing step 11 shown in FIG. 1, the
先ず、PMMAを用いて、溶融押出成形によりφ20mm、長さが400mmのPMMA棒をコア部25aとして作製した。次に、上記と同様の溶融押出成形により予め作製した内径20.3mm、外径21.3mm、長さ400mmのPVDFからなるクラッドパイプの中に、先ほどのPMMA棒を挿入し嵌合させることにより芯部15を形成した。そして、予め溶融押出成形により形成した、直径21.6mmの嵌合孔27を有し、横断面の形状が正方形で一辺が34×34mm、長さが400mmであるPMMA棒を外殻部16とし、芯部15と外殻部16とを嵌合させて、プリフォーム12とした。最後に、空隙28を減圧しながら加熱延伸させることにより、光学部材10を製造した。なお、加熱延伸前には、プリフォーム12を90℃に加熱した状態で真空処理し、さらに、固定端部をヒータにより加熱融着させて固定化した。
First, using PMMA, a PMMA rod having a diameter of 20 mm and a length of 400 mm was produced as a core portion 25a by melt extrusion molding. Next, the PMMA rod is inserted and fitted into a clad pipe made of PVDF having an inner diameter of 20.3 mm, an outer diameter of 21.3 mm, and a length of 400 mm prepared in advance by the same melt extrusion molding as described above. A
上記により得られた光学部材10は、φ205μmのコア25bを含む芯部材15aと外殻部材16aとからなり、横断面の形状が350×350μmであった。また、この光学部材10の伝送損失を測定したところ、850nm波長で0.04dB/cmとなり、非常に低伝送損失を示した。
The
実施例2では、図1に示す第1製造工程11を適用して、図5(A)に示すような外殻部30と、図5(B)に示すような芯部A33および芯部B34とを嵌合させて、図5(C)に示すようなプリフォーム35を形成した後、これを加熱延伸することにより、図5(D)に示すような光学部材38を製造した。
In Example 2, the first manufacturing process 11 shown in FIG. 1 is applied, and the
先ず、異なるサイズの芯部A33と芯部B34とを作製した。芯部A33としては、クラッド部A33bとなる内径9mm、外径10mmのPVDF管を用意し、この中に、屈折率調整剤としてDPSおよび、重合開始剤、連鎖移動剤を加えた重水素化MMAを注入してから、これをラジカル重合させることによりコア部A33aを形成した。また、芯部B34としては、クラッド部B34bとなる内径14mm、外径15mmのPVDF管を用意し、この中に、屈折率調整剤としてDPSを加えた重水素化MMAを注入してから、これをラジカル重合させることにより、コア部B34aを形成した。上記のようにして、芯部A33と芯部B34とを各2本ずつ形成した後、これらを外殻部30と嵌合させることによりプリフォーム35を製造した。なお、外殻部30は、φ10.3mmの嵌合孔31およびφ15.3mmの嵌合孔32を2個ずつ設け、かつ横断面の形状が20×80mmの長方形となるようにした。そして、このプリフォーム35の空隙A36および空隙B37を、それぞれ減圧しながら加熱延伸させることにより、光学部材38を製造した。ただし、加熱延伸前では、プリフォーム35を所定の範囲内で加熱減圧処理するとともに、固定端部を耐熱テープで固定した。
First, the core part A33 and the core part B34 of different sizes were produced. As the core part A33, a PVDF pipe having an inner diameter of 9 mm and an outer diameter of 10 mm to be the clad part A33b is prepared. In this, a deuterated MMA in which DPS, a polymerization initiator, and a chain transfer agent are added as a refractive index adjusting agent. Then, the core part A33a was formed by radical polymerization of the core part A33a. Also, as the core part B34, a PVDF pipe having an inner diameter of 14 mm and an outer diameter of 15 mm to be the cladding part B34b is prepared, and after deuterated MMA added with DPS as a refractive index adjusting agent is injected into this, Was subjected to radical polymerization to form the core part B34a. As described above, two core parts A33 and two core parts B34 were formed, and then the preform 35 was manufactured by fitting them with the
上記により得られた光学部材38は、横断面の外形が200×800μmであり、φ90μmの芯部材A39とφ140mmの芯部材B40とを、それぞれ2芯ずつ有する形態であった。また、その横断面の形状は、プリフォーム35の横断面形状と略相似形とした。光学部材38の伝送損失を測定したところ、いずれも850nm波長で0.03dB/cmであり、非常に低伝送損失を示した。 The optical member 38 obtained as described above had an outer shape of a cross section of 200 × 800 μm, and had a core member A39 having a diameter of 90 μm and a core member B40 having a diameter of 140 mm, each having two cores. The cross-sectional shape of the preform 35 is substantially similar to the cross-sectional shape of the preform 35. When the transmission loss of the optical member 38 was measured, all of them were 0.03 dB / cm at a wavelength of 850 nm, indicating a very low transmission loss.
実施例3では、図6に示す第2製造工程50を適用して、図9(A)に示すようなプリフォーム素片51を形成後、図9(B)に示すように4本のプリフォーム素片51を配列させてプリフォーム集合体52とした後、これを加熱延伸させることにより、図9(C)に示すような光学部材53を製造した。
In Example 3, after applying the second manufacturing process 50 shown in FIG. 6 to form a
先ず、芯部60および外殻部61をそれぞれ作製した。芯部60は、PMMAを用いて、溶融押出成形によりφ20mm、長さが400mmのPMMA棒をコア部として作製後、これを、同じく溶融押出成形により作製した内径20.3mm、外径21.3mm、長さ400mmのPVDFからなるクラッドパイプに挿入し、嵌合させることによりコア部の外周にクラッド部を配することで形成した。また、外殻部61としては、同じく溶融押出成形により、直径21.6mmの嵌合孔を有し、横断面の形状が正方形で一辺が34×34mm、長さが400mmであるPMMA棒を形成した。次に、芯部60と外殻部61とを嵌合させることにより、空隙120を有するプリフォーム素片51を形成した。このとき、プリフォーム素片51の延伸方向側に位置する端部を耐熱テープで固定した。上記の方法によりプリフォーム素片51を4本用意してから、これらを密接に配列させることにより、横断面の形状が長方形であり、かつ外形が34×136mmのプリフォーム集合体52を形成した。続いて、このプリフォーム集合体52を、所望の範囲内で加熱減圧処理した後、各空隙120を減圧しながら加熱延伸させることにより、光学部材53を製造した。なお、加熱延伸時の熱によりプリフォーム集合体52を構成する各プリフォーム素片51の界面を融着させるようにしたので、接着剤を使用する必要はなかった。
First, the
上記により得られた光学部材53は、芯部材121と外殻部材122とからなり、横断面の形状が350×1400μmであり、横断面の形状がプリフォーム集合体52と略相似形であった。この光学部材53の伝送損失を測定したところ、850nm波長で0.04dB/cmとなり、非常に低伝送損失を示した。
The
実施例4では、図7に示す第3製造工程70を適用して、図10(A)に示すようなプリフォーム素片71を形成した後、これを一度加熱延伸させて、図10(B)に示すような中間体プリフォーム72を作製した。上記の方法により5本の中間体プリフォーム72を用意してから、これらを配列させることにより、図10(C)に示すようなプリフォーム集合体73を形成した後、このプリフォーム集合体73を加熱延伸させて、図10(D)に示す光学部材74を製造した。
In Example 4, after applying the 3rd manufacturing process 70 shown in FIG. 7 and forming the
実施例4では、プリフォーム素片71として、実施例1で形成したプリフォーム12を使用し、このプリフォーム素片71を加熱延伸することで、中間体プリフォーム72とした。この中間体プリフォーム72は、芯部15と外殻部16とが、それぞれ加熱延伸されることで形成された第1芯部材131と第1外殻部材132とからなり、横断面の形状を、一辺が8×8mmである正方形とした。そして、この中間体プリフォーム72を5本用意してから、横断面の形状が長方形となるように配列させて、外形が8×40mmのプリフォーム集合体73を形成した。続いて、このプリフォーム集合体52を、所望の範囲内で加熱減圧処理した後、このプリフォーム集合体73を、光学部材74の横断面の形状が略相似形となるように加熱延伸させることにより、光学部材74を製造した。なお、実施例4では、プリフォーム集合体73を加熱延伸させる際の加熱により、各中間体プリフォーム72の界面を融着させたので、接着剤を使用する必要はなかった。
In Example 4, the preform 12 formed in Example 1 was used as the
上記により得られた光学部材74は、第1芯部材131が加熱延伸された第2芯部材133と、第1外殻部材132が加熱延伸された第2外殻部材134とからなり、さらに、この第2芯部材133は、φ147μmのコア(図示しない)を含む5つ有する5芯光導波路であった。また、その横断面の形状は、プリフォーム集合体73の横断面の形状と略相似形であり、その外形は250×1250μmの長方形であった。光学部材74の伝送損失は、実施例1と同様に、いずれの単芯も850nm波長で0.04dB/cmであり、非常に低伝送損失を示した。
The
実施例5では、図8に示す第4製造工程90を適用して、図11(A)に示すようなプリフォーム素片91を作製後、これを一度加熱延伸させて、図11(B)に示すような第1中間体プリフォーム92を作製した。続いて、第1中間体プリフォーム92に第2外殻部110を嵌合させた後、これを加熱延伸して第2中間体プリフォーム111とし、続けて、この嵌合および加熱延伸工程を繰り返し5回行うことにより、図11(C)に示すようなプリフォーム93を作製した。そして、このプリフォーム93を加熱延伸させて、光学部材94を製造した。なお、プリフォーム素片91として、実施例1で形成したプリフォーム12を使用した。ただし、実施例5では、このプリフォーム素片91を加熱延伸することにより中間体プリフォームを作製するため、第1中間体プリフォーム92を構成する部材との区別を付けるなど、説明の便宜上、プリフォーム12(図3(B))のうち、芯部15を芯部前駆体140とし、外殻部16を第1外殻部前駆体141として、名称を変更する。
In Example 5, the fourth manufacturing process 90 shown in FIG. 8 is applied to produce a
先ず、用意したプリフォーム素片91を加熱延伸して第1中間体プリフォーム92とした。この第1中間体プリフォーム92は、芯部前駆体140が加熱延伸された芯部145と、第1外殻部前駆体141が加熱延伸された第1外殻部146とから形成した。次に、この第1中間体プリフォーム92と、予めPMMAを用いて市販の溶融押出成形により形成した第2外殻部110とを嵌合させて、第2中間体プリフォーム111を形成した。そして、この嵌合および加熱延伸工程を連続的に4回繰り返し行って、第1外殻部146〜第6外殻部112までを順に形成した複層構造の外殻部150を有するプリフォーム93を形成した。このプリフォーム93は、横断面の形状が、一辺が15×15mmの正方形であった。最後に、このプリフォーム93を加熱延伸させて、光学部材94を製造した。なお、加熱延伸前のプリフォーム93には、所定の範囲内において加熱減圧処理を施した。
First, the
上記により得られた光学部材94は、芯部材151と外殻部材152とからなり、その外形は、一辺が150×150μmの正方形であった。また、その横断面の形状は、プリフォーム93の横断面の形状と略相似形であった。そして、光学部材94の伝送損失は、実施例1と同様に、いずれも850nm波長で0.04dB/cmであり、非常に低伝送損失を示した。
The
10,38,53,74,94 光学部材
12,35,93 プリフォーム
15,60,87, 芯部
16,30,61,88, 外殻部
25a コア部
26a クラッド部
27 嵌合孔
28,120, 空隙
51,71,91 プリフォーム素片
52,73, プリフォーム集合体
72 中間体プリフォーム
92 第1中間体プリフォーム
111 第2中間体プリフォーム
10, 38, 53, 74, 94
Claims (19)
ポリマーから形成される複数の光学部材プリフォーム素片を嵌合させて前記光学部材プリフォームを形成する光学部材プリフォーム形成工程と、
前記プラスチック光学部材の横断面の形状が、前記光学部材プリフォームの横断面形状と略相似形となるように加熱延伸する加熱延伸工程とを有することを特徴とするプラスチック光学部材の製造方法。 In a method for producing a plastic optical member by stretching an optical member preform,
An optical member preform forming step for forming the optical member preform by fitting a plurality of optical member preform pieces formed from a polymer;
A method for producing a plastic optical member, comprising: a heat stretching step in which a shape of a cross section of the plastic optical member is stretched so as to be substantially similar to a cross sectional shape of the optical member preform.
前記光学部材プリフォーム形成工程では、前記外殻部に設けた嵌合孔に前記芯部を挿入することを特徴とする請求項1記載のプラスチック光学部材の製造方法。 The optical member preform piece is composed of a core portion serving as an optical transmission path and an outer shell portion provided with a hollow fitting hole,
2. The method of manufacturing a plastic optical member according to claim 1, wherein, in the optical member preform forming step, the core portion is inserted into a fitting hole provided in the outer shell portion.
前記芯部を前記嵌合孔に嵌合させたときに形成される空隙のクリアランスX(mm)が、0<X≦8の条件を満たすことを特徴とする請求項2記載のプラスチック光学部材の製造方法。 The shape of the cross section of the core portion and the shape of the cross section of the fitting hole are substantially similar,
The plastic optical member according to claim 2, wherein a clearance X (mm) of a gap formed when the core portion is fitted in the fitting hole satisfies a condition of 0 <X ≦ 8. Production method.
前記芯部および前記外殻部のうち少なくとも1つは、フッ素原子を含む重合体であ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学部材の製造方法。 The core part includes an acrylic polymer,
3. The method for producing a plastic optical member according to claim 1, wherein at least one of the core portion and the outer shell portion is a polymer containing a fluorine atom.
19. The method of manufacturing a plastic optical member according to claim 18, wherein the refractive index of the core portion gradually changes from the center toward the outside in the cross section thereof.
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JP2005297280A Pending JP2007108271A (en) | 2005-10-12 | 2005-10-12 | Method for manufacturing plastic optical member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007108271A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106185794A (en) * | 2016-08-24 | 2016-12-07 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | A kind of porous array polymethyl methacrylate template and preparation method thereof |
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2005
- 2005-10-12 JP JP2005297280A patent/JP2007108271A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106185794A (en) * | 2016-08-24 | 2016-12-07 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | A kind of porous array polymethyl methacrylate template and preparation method thereof |
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