JP2021162735A - 光学用樹脂成形体の製造方法、樹脂製ファイバーの製造方法、及び樹脂製ファイバーの製造装置 - Google Patents

光学用樹脂成形体の製造方法、樹脂製ファイバーの製造方法、及び樹脂製ファイバーの製造装置 Download PDF

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武士 斉藤
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Abstract

【課題】短時間かつ低温での処理によって光学用樹脂から揮発成分を効率的に除去することが可能な、光学用樹脂成形体の製造方法を提供する。【解決手段】光学用樹脂成形体の製造方法は、（ｉ）光学用樹脂を、光学用樹脂のガラス転移温度−３０℃以上かつ光学用樹脂のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持する第１加熱工程、（ii）第１加熱工程よりも後に実施される工程であって、光学用樹脂を、光学用樹脂のガラス転移温度＋６０℃以上かつ光学用樹脂のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持する第２加熱工程、及び（iii）第２加熱工程よりも後に実施される工程であって、光学用樹脂を所定の形状に成形する成形工程、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、光学用樹脂成形体の製造方法と、樹脂製ファイバーの製造方法及び製造装置とに関する。
特許文献１に開示されているように、光学用樹脂を加熱溶融し、溶融した光学用樹脂をファイバー状に押出し成形して、プラスチック光ファイバー（以下、「ＰＯＦ」と記載する。）を製造する方法が知られている。
ＰＯＦを製造する際に原料として用いられる光学用樹脂には、揮発成分が含まれていることがある。光学用樹脂が溶融され、揮発成分を含有したままで成形された場合、得られた光学用樹脂成形体に気泡が含まれてしまい、光学特性が低下する。そこで、従来、光学用樹脂を溶融して成形する前に、光学用樹脂内の揮発成分を除去するために、光学用樹脂を溶融した状態で一定時間保持することが一般的に行われている。
特開２０００−３５６７１６号公報
しかし、揮発成分を除去する目的で、光学用樹脂が溶融された状態で長時間保持されると、光学用樹脂が熱分解されることにより不純物が発生する。このような不純物は、ＰＯＦの光学特性をかえって低下させる。具体的には、このような不純物は、ＰＯＦのコア部の材料と屈折率が異なるために、コア部における光の伝送損失を悪化させる要因となる。このため、光学用樹脂の熱劣化によって光学用樹脂成形体の光学特性が低下しないように、短時間かつ低温での処理で、光学用樹脂から揮発成分を効率的に除去することが求められる。
そこで、本発明は、短時間かつ低温での処理によって光学用樹脂から揮発成分を効率的に除去することが可能な、光学用樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、短時間かつ低温での処理によって樹脂材料から揮発成分を効率的に除去することが可能な、樹脂製ファイバーの製造方法及び製造装置を提供することも目的とする。
本発明の第１の態様に係る光学用樹脂成形体の製造方法は、
（ｉ）光学用樹脂を、前記光学用樹脂のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記光学用樹脂のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持する第１加熱工程、
（ii）前記第１加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記光学用樹脂を、前記光学用樹脂のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記光学用樹脂のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持する第２加熱工程、及び
（iii）前記第２加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記光学用樹脂を所定の形状に成形する成形工程、
を含む。
本発明の第２の態様に係る樹脂製ファイバーの製造方法は、
（Ｉ）容器内の樹脂材料を、前記樹脂材料のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持する第１加熱工程、
（II）前記第１加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記容器内の前記樹脂材料を、前記樹脂材料のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持する第２加熱工程、及び
（III）前記第２加熱工程よりも後に実施される工程であって、溶融した前記樹脂材料を、前記容器から押し出してファイバー状に成形して紡糸する紡糸工程、
を含む。
本発明の第３の態様に係る樹脂製ファイバーの製造装置は、
前記樹脂製ファイバーの原料となる樹脂材料を収容する収容部と、
前記収容部に収容されている前記樹脂材料を前記収容部から押し出す押出部と、
前記収容部を加熱する加熱部と、
前記収容部内の温度を制御する温度制御部と、
を備え、
前記温度制御部は、前記収容部内の温度を、前記樹脂材料のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持した後に、前記樹脂材料のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持し、
前記押出部から押し出された前記樹脂材料は、ファイバー状に成形される。
本発明の第１の態様に係る光学用樹脂成形体の製造方法によれば、従来の方法よりも短時間かつ低温での処理によって、光学用樹脂から揮発成分を効率的に除去することができる。また、本発明の第２の態様に係る樹脂製ファイバーの製造方法及び第３の態様に係る樹脂製ファイバーの製造装置によれば、従来の方法及び装置よりも短時間かつ低温での処理によって、樹脂材料から揮発成分を効率的に除去することができる。
図１は、本発明の実施形態による光学用樹脂成形体の製造方法を実施し得る装置の一例である、光学用樹脂成形体の製造装置の概略断面図である。 図２は、本発明の実施形態による光学用樹脂成形体の製造方法を利用してＰＯＦのコア部及びクラッド部を製造する、ＰＯＦの製造装置の概略断面図である。 図３は、図２に示された装置を用いて製造され得るＰＯＦの一例を示す断面図である。
本発明の光学用樹脂成形体の製造方法の実施形態について説明する。
本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法は、
（ｉ）光学用樹脂を、前記光学用樹脂のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記光学用樹脂のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持する第１加熱工程、
（ii）前記第１加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記光学用樹脂を、前記光学用樹脂のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記光学用樹脂のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持する第２加熱工程、及び
（iii）前記第２加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記光学用樹脂を所定の形状に成形する成形工程、
を含む。
本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法では、第１加熱工程において、光学用樹脂を第１温度範囲内で保持する時間Ｔ［Ｈｒ］が、下記の数式（１）：
０．０１１×Ｗ＋２．８９＜Ｔ＜０．１１×Ｗ＋１２ （１）
を満たすことが好ましい。ここで、上記数式（１）において、Ｗは前記光学用樹脂の質量［ｇ］を表す。
本明細書において、光学用樹脂のガラス転移温度（以下、「Ｔｇ」と記載する）は、ＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７の規定に準拠して求められる中間点ガラス転移温度(Ｔmg)を意味する。
本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法では、光学用樹脂に対して、まず、当該光学用樹脂のＴｇ−３０℃以上かつＴｇ＋１０℃以下の第１温度範囲で当該光学用樹脂を保持する第１加熱工程が実施される。低温の第１温度範囲では、光学用樹脂は固化状態又はゴム状態である。このような状態の光学用樹脂に対して、好ましくは上記数式（１）を満たす時間Ｔで加熱処理を行うことにより、光学用樹脂に含まれている揮発成分の多くを光学用樹脂から除去できる。その後、第２加熱工程で、第２温度範囲（Ｔｇ＋６０℃〜Ｔｇ＋２００℃）で光学用樹脂が熱処理される。高温の第２温度範囲では、光学用樹脂は液状である。このような液状の光学用樹脂に対して所定時間の加熱処理を行うことにより、第１加熱工程のみでは光学用樹脂から除去できなかった揮発成分を除去することができる。このように、本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法によれば、固化状態又はゴム状態の光学用樹脂に加熱処理を施すことによって光学用樹脂に含まれる揮発成分の大部分を除去できるので、光学用樹脂が溶融状態で高温にさらされる時間を短くすることができ、その結果、光学用樹脂の熱劣化を抑制できる。
以上のとおり、本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法によれば、従来の方法よりも短時間かつ低温での処理によって、光学用樹脂から揮発成分を効率的に除去することができる。
以下、本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法について、より詳しく説明する。
上述のとおり、第１加熱工程では、光学用樹脂は第１温度範囲内に所定時間保持される。保持される時間Ｔは、上述の数式（１）を満たすように設定されることが好ましい。なお、第１加熱工程において光学用樹脂が保持される温度は、第１温度範囲内の一定の温度であってもよいし、第１温度範囲内で変動してもよい。光学用樹脂が保持される温度が変動する場合、例えば光学用樹脂が収容される容器内の温度を第１温度範囲内で段階的に昇温し、それぞれの温度でそれぞれ設定された時間で光学用樹脂が保持されてもよい。また、光学用樹脂が収容される容器内における第１温度範囲内における昇温速度を調整して、光学用樹脂が昇温過程で第１温度範囲内の温度にさらされる時間が所定範囲となるように、好ましくは上記数式（１）を満たす時間Ｔとなるようにしてもよい。
第１加熱工程及び第２加熱工程が容器に収容された光学用樹脂に対して実施される場合、第１加熱工程における容器内の昇温速度は、第１加熱工程後かつ第２加熱工程前に実施される第１温度範囲から第２温度範囲への昇温工程での昇温速度よりも低く設定されることが好ましい。この方法によれば、容器内を昇温させながら第１加熱工程を実施できるので、第１温度範囲内の全温度を有効に利用しながら、効果的に、固形状態又はゴム状態の光学用樹脂から揮発成分を除去することができる。したがって、結果的に、光学用樹脂の熱劣化がより少ない第１加熱工程において、光学用樹脂から除去される揮発成分の量を増加させることができるので、第２加熱工程における高温の熱処理の時間を短くすることができる。
第２加熱工程は、第１温度範囲から第２温度範囲への昇温のための昇温工程を介して、第１加熱工程に連続して実施されることが好ましい。この方法によれば、第１加熱工程で加熱された光学用樹脂の温度がいったん下がってしまい、その状態で光学用樹脂が保持されることがない。このため、第１加熱工程後に光学用樹脂が揮発成分を吸収してしまうことがなくなるため、第２加熱工程における高温の熱処理の時間を短くすることができる。
光学用樹脂に含まれる揮発成分は、第１加熱工程及び第２加熱工程において除去されることができる。第１加熱工程及び第２加熱工程が容器に収容された光学用樹脂に対して実施される場合、光学用樹脂から除去された揮発成分は、容器の外に排出されることが好ましい。
第１加熱工程及び第２加熱工程は、容器に収容された光学用樹脂に対して実施され、成形工程では、容器から取り出された光学用樹脂が所定の形状に成形されてもよい。この場合、光学用樹脂は、例えばロッド状のものが容器内に供給されて、当該容器内で加熱される。
図１は、本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法を実施し得る装置の一例である、光学用樹脂成形体の製造装置１００の概略断面図が示されている。ここでは、光学用樹脂成形体がファイバー状に成形される例が説明される。
図１に示された装置１００は、容器１０１を備える。容器１０１は、光学用樹脂１を収容する収容部１０２と、収容部１０２に収容されている光学用樹脂１を収容部１０２から押し出す押出部１０３とを備えている。収容部１０２は、上方及び下方に開口部を有する筒状体である。収容部１０２は、蓋１０２ａを備えている。蓋１０２ａによって、収容部１０２の上方の開口部が閉じられている。収容部１０２の下方の開口部は、収容部１０２の内部に収容された溶融した光学用樹脂１を収容部１０２の外に排出するための構成である。すなわち、収容部１０２の下方の開口部が、押出部１０３を構成している。装置１００には、収容部１０２で光学用樹脂１を溶融させることができるように、さらに溶融された光学用樹脂１が成形されるまで溶融状態を保つことができるように、ヒーター等の加熱部（図示せず）がさらに設けられている。したがって、例えば、ロッド状の光学用樹脂（プリフォーム）１が、収容部１０２の上方の開口部を通じて収容部１０２内に挿入されて、収容部１０２内で加熱されることによって溶融されることができる。
容器１０１には、さらに、収容部１０２内のガスを排出するためのガス排出口１０４と、ガス排出口１０４に接続された、収容部１０２内のガスを排出するポンプ（例えば真空ポンプ）１０５とが設けられている。すなわち、装置１００においては、ガス排出口１０４及びポンプ１０５が、収容部１０２内を減圧する減圧機構を構成している。容器１０１には、さらに、収容部１０２内にガス（例えば、窒素ガス）を注入するためにガス注入口１０６と、ガス注入口１０６に接続された、収容部１０２内にガスを供給するためのガス供給装置１０７とが設けられている。すなわち、装置１００においては、ガス注入口１０６及びガス供給装置１０７が、収容部１０２内を加圧する加圧機構を構成している。
装置１００においては、光学用樹脂１は、例えばガス押出によって、収容部１０２から押出部１０３を介して収容部１０２から外に押し出される。光学用樹脂１を押出す際には、上述の加圧機構が用いられる。すなわち、ガス供給装置１０７からガス注入口１０６を介して収容部１０２の内部にガス（例えば、窒素ガス）が注入されることにより、収容部１０２内の圧力が上昇し、溶融した光学用樹脂１が押出部１０３を介して収容部１０２から押し出される。押出部１０３を介して押し出された光学用樹脂１は、例えばギヤポンプ１０８を通過する。ギヤポンプ１０８を通過した光学用樹脂１は、例えば、鉛直方向下方に移動し、ファイバー状に成形される。ギヤポンプ１０８は、押し出された光学用樹脂１の流量を調整するために設けられている。ギヤポンプ１０８を通過させることにより、光学用樹脂１の流量の変動を抑制できるので、ファイバー状の成形体の太さを均一にすることが可能となる。
装置１００には、図示しない温度制御部がさらに設けられている。この温度制御部が、上述の加熱部を制御して、収容部１０２内の温度を、光学用樹脂１のＴｇ−３０℃以上かつ光学用樹脂１のＴｇ＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持した後に、光学用樹脂１のＴｇ＋６０℃以上かつ前記光学用樹脂１のＴｇ＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持する。
温度制御部が収容部１０２内の温度を第１温度範囲内で保持する時間は、光学用樹脂１が第１温度範囲内に保持される好ましい時間Ｔ、すなわち上述の数式（１）を満たすような時間Ｔに設定されることが好ましい。
本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法が装置１００を用いて行われる場合、上記第１加熱工程及び上記第２加熱工程は、収容部１０２内で実施される。上記第１加熱工程及び上記第２加熱工程の内容は、上述したとおりである。また、上記成形工程は、収容部１０２に収容されている溶融した光学用樹脂１を、押出部１０３を介して収容部１０２から外へ押し出すことによって実施される。
上記第１加熱工程及び上記第２加熱工程から選ばれる少なくとも１つの工程が実施されている際に、容器１０１内、すなわち収容部１０２内が減圧されることが好ましい。収容部内１０２の減圧には、上記減圧機構が用いられる。収容部１０２内が減圧されることにより、光学用樹脂１から効率良く揮発成分を除去することができる。
上記第１加熱工程及び上記第２加熱工程によって光学用樹脂１から除去された揮発成分は、収容部１０２の外、すなわち容器１０１の外に除去されることが好ましい。揮発成分を収容部１０２の外に排出する場合は、例えば、ガス排出口１０４又はガス注入口１０６を利用することができる。例えば、ガス注入口１０６を開放して収容部１０２内の揮発成分を外部へ排出してもよいし、ガス排出口１０４を介してポンプ１０５を用いて収容部１０２内の揮発成分を外部へ排出してもよい。
なお、装置１００には減圧機構が設けられているが、減圧機構は設けられていなくてもよい。
本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法で用いられる光学用樹脂は、例えば、含フッ素樹脂、メチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、カーボネート系樹脂である。
本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法で用いられる光学用樹脂は、例えば含フッ素重合体を含む含フッ素樹脂である。含フッ素重合体は、ＰＯＦや露光部材などの光学部材として、あるいは表面改質剤等として使用され、幅広い分野で利用される有用な物質である。したがって、含フッ素重合体を含む光学用樹脂が用いられて、本実施形態の製造方法によって製造される光学用樹脂成形体は、ＰＯＦのような光学部材に用いられることができる。本実施形態の製造方法によって製造される光学用樹脂成形体は、例えばＰＯＦを構成する部材であってもよい。本実施形態の製造方法によって製造される光学用樹脂成形体は、ＰＯＦのコア部及びクラッド部からなる群より選択される少なくとも１つであってもよい。
本実施形態において、光学用樹脂が含フッ素重合体を含む場合、含フッ素重合体は、Ｃ−Ｈ結合の伸縮エネルギーによる光吸収を抑制する観点から、実質的に水素原子を含んでいないことが好ましく、炭素原子に結合している全ての水素原子がフッ素原子に置換されていることが特に好ましい。すなわち、光学用樹脂に含まれる含フッ素重合体は、実質的に水素原子を含まず、かつ全フッ素化されていることが好ましい。本明細書において、含フッ素重合体が実質的に水素原子を含んでいないとは、含フッ素重合体における水素原子の含有率が１モル％以下であることを意味する。
含フッ素重合体は、含フッ素脂肪族環構造を有することが好ましい。含フッ素脂肪族環構造は、含フッ素重合体の主鎖に含まれていてもよく、含フッ素重合体の側鎖に含まれていてもよい。含フッ素重合体は、例えば、下記構造式（１）で表される構成単位（Ａ）を有する。
Figure 2021162735
式（１）中、Ｒff 1〜Ｒff 4は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキルエーテル基を表す。Ｒff 1及びＲff 2は、連結して環を形成してもよい。「パーフルオロ」は、炭素原子に結合している全ての水素原子がフッ素原子に置換されていることを意味する。式（１）において、パーフルオロアルキル基の炭素数は、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましく、１であることがさらに好ましい。パーフルオロアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。パーフルオロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基などが挙げられる。
式（１）において、パーフルオロアルキルエーテル基の炭素数は、１〜５が好ましく、１〜３がより好ましい。パーフルオロアルキルエーテル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。パーフルオロアルキルエーテル基としては、パーフルオロメトキシメチル基などが挙げられる。
Ｒff 1及びＲff 2が連結して環を形成している場合、当該環は、５員環であってもよく、６員環であってもよい。この環としては、パーフルオロテトラヒドロフラン環、パーフルオロシクロペンタン環、パーフルオロシクロヘキサン環などが挙げられる。
構成単位（Ａ）の具体例としては、例えば、下記式（Ａ１）〜（Ａ８）で表される構成単位が挙げられる。
Figure 2021162735
構成単位（Ａ）は、上記式（Ａ１）〜（Ａ８）で表される構成単位のうち、構成単位（Ａ２）、すなわち下記式（２）で表される構成単位であることが好ましい。
Figure 2021162735
含フッ素重合体は、構成単位（Ａ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。含フッ素重合体において、構成単位（Ａ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、２０モル％以上であることが好ましく、４０モル％以上であることがより好ましい。構成単位（Ａ）が２０モル％以上含まれることにより、含フッ素重合体は、より高い耐熱性を有する傾向がある。構成単位（Ａ）が４０モル％以上含まれる場合、含フッ素重合体は、高い耐熱性に加えて、より高い透明性及び高い機械的強度も有する傾向がある。含フッ素重合体において、構成単位（Ａ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、９５モル％以下であることが好ましく、７０モル％以下であることがより好ましい。
構成単位（Ａ）は、例えば、下記式（３）で表される化合物に由来する。式（３）において、Ｒff 1〜Ｒff 4は、式（１）と同じである。なお、式（３）で表される化合物は、例えば特表２００７−５０４１２５号公報に開示された製造方法をはじめ、すでに公知である製造方法によって得ることができる。
Figure 2021162735
上記式（３）で表される化合物の具体例としては、例えば、下記式（Ｍ１）〜（Ｍ８）で表される化合物が挙げられる。
Figure 2021162735
含フッ素重合体は、構成単位（Ａ）以外に、他の構成単位をさらに含んでいてもよい。他の構成単位としては、以下の構成単位（Ｂ）〜（Ｄ）が挙げられる。
構成単位（Ｂ）は、下記式（４）で表される。
Figure 2021162735
式（４）中、Ｒ1〜Ｒ3は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ4は、炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
含フッ素重合体は、構成単位（Ｂ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。含フッ素重合体において、構成単位（Ｂ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、５〜１０モル％が好ましい。構成単位（Ｂ）の含有量は、９モル％以下であってもよく、８モル％以下であってもよい。
構成単位（Ｂ）は、例えば、下記式（５）で表される化合物に由来する。式（５）において、Ｒ1〜Ｒ4は、式（４）と同じである。式（５）で表される化合物は、パーフルオロビニルエーテル等の含フッ素ビニルエーテルである。
Figure 2021162735
構成単位（Ｃ）は、下記式（６）で表される。
Figure 2021162735
式（６）中、Ｒ5〜Ｒ8は各々独立に、フッ素原子、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、環構造を有していてもよい。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
含フッ素重合体は、構成単位（Ｃ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。含フッ素重合体において、構成単位（Ｃ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、５〜１０モル％が好ましい。構成単位（Ｃ）の含有量は、９モル％以下であってもよく、８モル％以下であってもよい。
構成単位（Ｃ）は、例えば、下記式（７）で表される化合物に由来する。式（７）において、Ｒ5〜Ｒ8は、式（６）と同じである。式（７）で表される化合物は、テトラフルオロエチレン及びクロロトリフルオロエチレン等の含フッ素オレフィンである。
Figure 2021162735
構成単位（Ｄ）は、下記式（８）で表される。
Figure 2021162735
式（８）中、Ｚは、酸素原子、単結合、又は−ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ−を表し、Ｒ9〜Ｒ20は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。ｓ及びｔはそれぞれ独立に０〜５でかつｓ＋ｔが１〜６の整数（ただし、Ｚが−ＯＣ（Ｒ19Ｒ20）Ｏ−の場合、ｓ＋ｔは０であってもよい）を表す。
構成単位（Ｄ）は、好ましくは下記式（９）で表される。なお、下記式（９）で表される構成単位は、上記式（８）においてＺが酸素原子、ｓが０、かつｔが２の場合である。
Figure 2021162735
式（９）中、Ｒ141、Ｒ142、Ｒ151、及びＲ152は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜５のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜５のパーフルオロアルコキシ基を表す。フッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルキル基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。パーフルオロアルコキシ基におけるフッ素原子の一部は、フッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい。
含フッ素重合体は、構成単位（Ｄ）を１種又は２種以上含んでいてもよい。含フッ素重合体において、構成単位（Ｄ）の含有量は、全構成単位の合計に対し、３０〜６７モル％が好ましい。構成単位（Ｄ）の含有量は、例えば３５モル％以上であり、６０モル％以下であってもよく、５５モル％以下であってもよい。
構成単位（Ｄ）は、例えば、下記式（１０）で表される化合物に由来する。式（１０）において、Ｚ、Ｒ9〜Ｒ18、ｓ及びｔは、式（８）と同じである。式（１０）で表される化合物は、２個以上の重合性二重結合を有し、かつ環化重合し得る含フッ素化合物である。
Figure 2021162735
構成単位（Ｄ）は、好ましくは下記式（１１）で表される化合物に由来する。式（１１）において、Ｒ141、Ｒ142、Ｒ151、及びＲ152は、式（９）と同じである。
Figure 2021162735
式（１０）又は式（１１）で表される化合物の具体例としては、下記の化合物が挙げられる。
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦＣｌＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＣｌ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣ（ＣＦ3）2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＯＣＦ3）ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2ＯＣＦ2ＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦＣｌＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＣｌ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ2ＣＦ＝ＣＦＣｌ
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3）ＣＣｌ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＦ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＦＯＣＣｌ2ＯＣＦ＝ＣＦ2
ＣＦ2＝ＣＣｌＯＣＦ2ＯＣＣｌ＝ＣＦ2
含フッ素重合体は、構成単位（Ａ）〜（Ｄ）以外の他の構成単位をさらに含んでいてもよいが、実質的に構成単位（Ａ）〜（Ｄ）以外の他の構成単位を含まないことが好ましい。なお、含フッ素重合体が実質的に構成単位（Ａ）〜（Ｄ）以外の他の構成単位を含まないとは、含フッ素重合体における全構成単位の合計に対し、構成単位（Ａ）〜（Ｄ）の合計が９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上であることを意味する。
含フッ素重合体の重合方法は、特に限定されず、例えば、ラジカル重合などの一般的な重合方法を利用できる。含フッ素重合体を重合するための重合開始剤は、全フッ素化された化合物であってもよい。
含フッ素重合体のＴｇは、特に限定されず、例えば１００℃〜１４０℃であり、１０５℃以上であってもよく、１２０℃以上であってもよい。
光学用樹脂は、含フッ素重合体を主成分として含んでいてもよく、実質的に含フッ素重合体のみからなることが好ましい。
光学用樹脂は、含フッ素重合体の他に、添加物をさらに含んでいてもよい。添加物は、例えば屈折率調整剤である。屈折率調整剤として、例えば、光学部材用の材料として用いられる樹脂組成物に用いられる公知の屈折率調整剤が用いられ得る。例えば、本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法で用いられる光学用樹脂がＰＯＦの材料として用いられる場合、ＰＯＦの材料に用いられる公知の屈折率調整剤を含むことができる。光学用樹脂は、屈折率調整剤以外の他の添加物を含んでいてもよい。
本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法の別の例として、製造される光学用樹脂成形体がＰＯＦのコア部及びクラッド部である例について説明する。
図２は、本実施形態の光学用樹脂成形体の製造方法を利用してＰＯＦのコア部及びクラッド部を製造する、ＰＯＦの製造装置２００の概略断面図を示す。
図３は、装置２００を用いて製造され得るＰＯＦの一例の断面図を示す。装置２００によって製造され得るＰＯＦ４００は、コア部４０１と、コア部４０１の外周に配置されたクラッド部４０２と、クラッド部４０２の外周に配置されたオーバークラッド（被覆層）４０３と、を備える。
図２に示された装置２００は、コア部形成用の押出装置２０１、クラッド部形成用の押出装置２１１、及びオーバークラッド形成用の押出装置２２１を備える。装置２００は、第１室２４０、及び第２室２４１をさらに備えている。第１室２４０及び第２室２４１は、鉛直方向下方にこの順で並んでいる。
押出装置２０１は、ＰＯＦ４００のコア部４０１に適した組成を有する光学用樹脂３００を収容する、蓋２０２ａを備えた収容部２０２と、収容部２０２に収容されている光学用樹脂３００を収容部２０２から押し出す押出部２０３とを備えている。収容部２０２及び押出部２０３は、図１に示された装置１００の収容部１０２及び押出部１０３とそれぞれ同じ機能を有する。押出装置２０１には、収容部２０２で光学用樹脂３００を溶融させることができるように、さらに溶融された光学用樹脂３００が成形されるまで溶融状態を保つことができるように、ヒーター等の加熱部（図示せず）がさらに設けられている。したがって、例えば、ロッド状の光学用樹脂（プリフォーム）３００が、収容部２０２の上方の開口部を通じて収容部２０２内に挿入されて、収容部２０２内で加熱されることによって溶融されることができる。
押出装置２０１には、さらに、ガス排出口２０４、ポンプ（例えば真空ポンプ）２０５、ガス注入口２０６、及びガス供給装置２０７が設けられている。ガス排出口２０４、ポンプ２０５、ガス注入口２０６、及びガス供給装置２０７は、図１に示された装置１００のガス排出口１０４、ポンプ１０５、ガス注入口１０６、及びガス供給装置１０７とそれぞれ同じ機能を有し、かつ同様に動作する。なお、装置１００と同様に、ガス排出口２０４及びポンプ２０５は、設けられていなくてもよい。装置２００には、図示しない温度制御部がさらに設けられている。この温度制御部が、加熱部を制御して、光学用樹脂３００に含まれる揮発成分を除去するために、収容部２０２内の温度を第１温度範囲内に所定時間保持した後、第２温度範囲内に所定時間保持する。これにより、光学用樹脂３００に対して、第１温度範囲内での加熱処理及び第２温度範囲内での加熱処理が実施される。これらの加熱処理の方法は、上記第１加熱工程及び第２加熱工程として説明された方法と同じである。
押出装置２０１においては、光学用樹脂３００は、例えばガス押出によって、収容部２０２から押出部２０３を介して収容部２０２から外に押し出される。押出部２０３を介して押し出された光学用樹脂３００は、例えばギヤポンプ２０８を通過し、その後鉛直方向下方に移動し、ファイバー状に成形される。ギヤポンプ２０８は、図１に示された装置１００のギヤポンプ１０８と同じ機能を有し、かつ同様に動作する。ギヤポンプ２０８から送り出され、ファイバー状に成形された成形体は、第１室２４０及び第２室２４１のそれぞれに、この順で供給される。
押出装置２１１は、例えば、ＰＯＦ４００のクラッド部４０２に適した組成を有する光学用樹脂３０１を収容する収容部２１２を備えている。押出装置２１１としては、押出装置２０１について上述したものを用いることができる。すなわち、押出装置２１１に設けられた収容部２１２、押出部２１３、ガス排出口２１４、ポンプ２１５、ガス注入口２１６、ガス供給装置２１７、及びギヤポンプ２１８は、それぞれ、押出装置２０１に設けられた収容部２０２、押出部２０３、ガス排出口２０４、ポンプ２０５、ガス注入口２０６、ガス供給装置２０７、及びギヤポンプ２０８と同様の機能を有し、かつ同様に動作する。
ギヤポンプ２１８から送り出された光学用樹脂３０１は、第１室２４０に供給される。第１室２４０内において、ファイバー状の成形体を光学用樹脂３０１で被覆することによって、成形体の外周を覆うクラッド部４０２を形成することができる。クラッド部４０２に被覆された成形体は、第１室２４０から第２室２４１に移動する。
押出装置２２１は、例えば、ＰＯＦ４００のオーバークラッド４０３に適した組成を有する樹脂組成物３０２を収容する収容部２２２、収容部２２２内に配置されたスクリュー２２３、及び、収容部２２２に接続されたホッパー２２４を備えている。押出装置２２１では、例えばペレット状の樹脂組成物３０２が、ホッパー２２４を通じて、収容部２２２に供給される。収容部２２２に供給された樹脂組成物３０２は、例えば、加熱されながらスクリュー２２３によって混錬されることによって、軟化して流動可能となる。軟化した樹脂組成物３０２は、スクリュー２２３によって収容部２２２から押し出される。
押出装置２２１から押し出された樹脂組成物３０２は、ギヤポンプ２２５に送られる。ギヤポンプ２２５は、押出装置２２１から押し出された樹脂組成物３０２の流量を調整する。
ギヤポンプ２２５から送り出された光学用樹脂３０２は、第２室２４１に供給される。第２室２４１内において、クラッド部４０２を樹脂組成物３０２で被覆することによって、クラッド部４０２の外周を覆うオーバークラッド４０３を形成することができる。
ＰＯＦ４００のクラッド部４０２を形成する光学用樹脂３０１の屈折率は、コア部４０１を形成する光学用樹脂３００の屈折率よりも低いことが好ましい。光学用樹脂３０１に含まれる樹脂材料としては、例えば、上述の含フッ素樹脂、メチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びカーボネート系樹脂等が挙げられる。ＰＯＦ４００のオーバークラッド４０３を形成する樹脂組成物３０２に含まれる樹脂材料としては、例えば、ポリカーボネート、各種エンジニアリングプラスチック、シクロオレフィンポリマー、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ＰＴＦＥ、及びテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）等が挙げられる。
本実施形態では、光学用樹脂成形体の製造方法の発明について説明した。しかし、本発明の光学用樹脂成形体の製造方法は、一般的な樹脂材料をファイバー状に成形する方法としても適用し得る。例えば、本発明の光学用樹脂成形体の製造方法において、光学用樹脂を一般的な樹脂材料に置き換えて、この樹脂材料をファイバー状に成形する場合、以下のような樹脂製ファイバーの製造方法の発明として成立し得る。
樹脂製ファイバーを製造する方法であって、
（Ｉ）容器内の樹脂材料を、前記樹脂材料のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持する第１加熱工程、
（II）前記第１加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記容器内の前記樹脂材料を、前記樹脂材料のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持する第２加熱工程、及び
（III）前記第２加熱工程よりも後に実施される工程であって、溶融した前記樹脂材料を、前記容器から押し出してファイバー状に成形して紡糸する紡糸工程、
を含む、樹脂製ファイバーの製造方法。
上記樹脂製ファイバーの製造方法において、上記（Ｉ）の第１加熱工程及び上記（II）の第２加熱工程は、上述の本実施形態における光学用樹脂成形体の製造方法における上記（ｉ）の第１加熱工程及び上記（ii）の第２加熱工程にそれぞれ対応する。したがって、樹脂製ファイバーの製造方法の第１加熱工程において、樹脂材料を第１温度範囲内で保持する時間ｔA［Ｈｒ］は、下記の数式（２）：
０．０１１×ｗA＋２．８９＜ｔA＜０．１１×ｗA＋１２ （２）
を満たすように設定されることが好ましい。ここで、上記数式（２）において、ｗAは樹脂材料の質量［ｇ］を表す。
また、上記樹脂製ファイバーの製造方法を実施する装置として、図１に示された光学用樹脂成形体の製造装置１００を利用することが可能である。すなわち、樹脂製ファイバーの製造装置の発明は、以下のように特定され得る。
樹脂製ファイバーの製造装置であって、
前記樹脂製ファイバーの原料となる樹脂材料を収容する収容部と、
前記収容部に収容されている前記樹脂材料を前記収容部から押し出す押出部と、
前記収容部を加熱する加熱部と、
前記収容部内の温度を制御する温度制御部と、
を備え、
前記温度制御部は、前記収容部内の温度を、前記樹脂材料のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持した後に、前記樹脂材料のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持し、
前記押出部から押し出された前記樹脂材料は、ファイバー状に成形される。
上記樹脂製ファイバーの製造装置において、温度制御部が収容部内の温度を第１温度範囲内で保持する時間ｔB［Ｈｒ］が、下記の数式（３）：
０．０１１×ｗB＋２．８９＜ｔB＜０．１１×ｗB＋１２ （３）
を満たすことが好ましい。ここで、上記数式（３）において、ｗBは、前記収容部に収容された前記樹脂材料の質量［ｇ］を表す。
以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
（実施例１）
［光学用樹脂の作製］
光学用樹脂として、トリクロロエチルメタクリレート（ＴＣＥＭＡ）の重合体が作製された。具体的には、精製したモノマーとしてのＴＣＥＭＡと、ドーパントとしてのジフェニルスルホキシド（ＤＰＳＯ）とを、質量比で、ＴＣＥＭＡ：ＤＰＳＯ＝９３：４の割合で混合した。得られた混合物に、全質量中の濃度がそれぞれ０．０３質量％及び０．２質量％となるように、重合開始剤としてジ−ｔ−ブチルパーオキサイド及び連鎖移動剤としてｎ−ラウリルメルカプタンを添加した。その後、得られた混合物について、細孔径０．２μｍのメンブレンフィルタを用いて濾過を行った。次に、濾液をガラス製重合容器に導入し、凍結脱気法により溶存空気を除去し、真空封緘を行った。重合容器の温度を１２０℃に維持しながら４０時間かけてモノマーを重合した。これにより、ロッド状の光学用樹脂が得られた。
［光学用樹脂のＴｇの測定方法］
光学用樹脂のＴｇは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を利用した熱分析により測定された。
［揮発成分除去のための加熱処理］
光学用樹脂の加熱処理には、図１に示された装置１００と同様の構成を有する装置が用いられた。収容部内に３００ｇの光学用樹脂を入れて、収容部を密閉した。次に、収容部を、室温から９０℃まで、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱し、その後９０℃で８時間保持した。これが、第１加熱工程に相当する。次に、ガス供給口を開放して、収容部を密閉状態から開放状態にして、光学用樹脂から生じた収容部内の揮発成分を収容部外に除去した。このとき、収容部の温度は９０℃に保たれていた。次に、収容部の温度を９０℃から２００℃まで、１０℃／分の昇温速度で加熱し、その後２００℃で１２時間保持した。これが、第２加熱工程に相当する。
［加熱処理後の光学用樹脂の評価］
加熱処理後の光学用樹脂中の気泡の有無を、目視にて評価した。なお、収容部の上部にはガラス窓が設置されており、そこから光学用樹脂を観察した。結果は、表１に示されている。表１では、目視にて気泡が確認できなかった場合を「〇」、目視にて気泡が確認された場合を「×」、の記号で表している。
（実施例２）
［光学用樹脂の作製］
光学用樹脂として、上記の構成単位（Ａ２）、すなわち上記式（２）で表される構成単位からなる含フッ素重合体、すなわちパーフルオロ−４−メチル−２−メチレン−１，３−ジオキソラン（ＰＦＭＭＤ）を重合させることによって得られる重合体が作製された。具体的な作製方法は以下のとおりであった。
ガラスチューブ内に、ＰＦＭＭＤ１０ｇと、パーフルオロベンゾイルパーオキサイド８０ｍｇとを封入した。このガラスチューブを、３サイクルの冷凍／解凍真空機で脱気して、アルゴンを再充填した。ガラスチューブを封止し、１日間、５０℃で加熱した。これによりガラスチューブの内容物は固体となり、さらにガラスチューブを４日間、７０℃で加熱して、１０ｇの透明棒状物を得た。この透明棒状物の一部をヘキサフルオロベンゼン溶液に溶解し、クロロホルムを加えて沈殿させることで精製した。開始剤としてパーフルオロベンゾイルパーオキサイドを用い、Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ ＦＣ−７５（住友スリーエム社製）中でモノマーの溶液重合が行われた。これにより、ＰＦＭＭＤポリマーが得られた。得られたＰＦＭＭＤポリマーに対して、ドーパントとして１、１、３、５、６−ペンタクロロパーフルオロヘキサンを５質量％となるように混合して、光学用樹脂を得た。
［光学用樹脂のＴｇの測定方法］
実施例１と同様の方法で光学用樹脂のＴｇが測定された。
［揮発成分除去のための加熱処理］
光学用樹脂の加熱処理には、実施例１と同様の装置が用いられた。収容部内に３００ｇの光学用樹脂を入れて、収容部を密閉した。次に、収容部を、室温から１４０℃まで、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱し、その後１４０℃で８時間保持した。これが、第１加熱工程に相当する。次に、ガス供給口を開放して、収容部を密閉状態から開放状態にして、光学用樹脂から生じた収容部内の揮発成分を収容部外に除去した。このとき、収容部の温度は１４０℃に保たれていた。次に、収容部の温度を１４０℃から２４０℃まで、１０℃／分の昇温速度で加熱し、その後２４０℃で１２時間保持した。これが、第２加熱工程に相当する。
［加熱処理後の光学用樹脂の評価］
実施例１と同様の方法で加熱処理後の光学用樹脂を評価した。
（実施例３）
［光学用樹脂の作製］
実施例２と同様の方法で光学用樹脂を作製した。
［光学用樹脂のＴｇの測定方法］
実施例１と同様の方法で光学用樹脂のＴｇが測定された。
［揮発成分除去のための加熱処理］
光学用樹脂の加熱処理には、実施例１と同様の装置が用いられた。収容部内に１０００ｇの光学用樹脂を入れて、収容部を密閉した。次に、収容部を、室温から１４０℃まで、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱し、その後１４０℃で１４時間保持した。これが、第１加熱工程に相当する。次に、ガス供給口を開放して、収容部を密閉状態から開放状態にして、光学用樹脂から生じた収容部内の揮発成分を収容部外に除去した。このとき、収容部の温度は１４０℃に保たれていた。次に、収容部の温度を１４０℃から２４０℃まで、１０℃／分の昇温速度で加熱し、その後２４０℃で１２時間保持した。これが、第２加熱工程に相当する。
［加熱処理後の光学用樹脂の評価］
実施例１と同様の方法で加熱処理後の光学用樹脂を評価した。
（比較例１）
［光学用樹脂の作製］
実施例２と同様の方法で光学用樹脂を作製した。
［光学用樹脂のＴｇの測定方法］
実施例１と同様の方法で光学用樹脂のＴｇが測定された。
［揮発成分除去のための加熱処理］
光学用樹脂の加熱処理には、実施例１と同様の装置が用いられた。収容部内に３００ｇの光学用樹脂を入れて、収容部を密閉した。次に、収容部を、室温から２４０℃まで、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱し、その後２４０℃で２４時間保持した。次に、ガス供給口を開放して、収容部を密閉状態から開放状態にして、光学用樹脂から生じた収容部内の揮発成分を収容部外に除去した。このように、比較例１では、第１加熱工程は実施されず、第２加熱工程のみが実施された。
［加熱処理後の光学用樹脂の評価］
実施例１と同様の方法で加熱処理後の光学用樹脂を評価した。
（比較例２）
［光学用樹脂の作製］
実施例２と同様の方法で光学用樹脂を作製した。
［光学用樹脂のＴｇの測定方法］
実施例１と同様の方法で光学用樹脂のＴｇが測定された。
［揮発成分除去のための加熱処理］
光学用樹脂の加熱処理には、実施例１と同様の装置が用いられた。収容部内に１０００ｇの光学用樹脂を入れて、収容部を密閉した。次に、収容部を、室温から２４０℃まで、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱し、その後２４０℃で４８時間保持した。次に、ガス供給口を開放して、収容部を密閉状態から開放状態にして、光学用樹脂から生じた収容部内の揮発成分を収容部外に除去した。このように、比較例２では、第１加熱工程は実施されず、第２加熱工程のみが実施された。
［加熱処理後の光学用樹脂の評価］
実施例１と同様の方法で加熱処理後の光学用樹脂を評価した。
Figure 2021162735
第１加熱工程及び第２加熱工程が実施された実施例１〜３の光学用樹脂には、目視でｊ気泡が確認されなかった。一方、第１加熱工程が実施されなかった比較例１及び２の光学用樹脂には、気泡が確認された。実施例２と比較例１、実施例３と比較例２をそれぞれ比較することから明らかなように、本発明の製造方法によれば、従来よりも短時間で、かつ低温度の処理で、効率良く光学用樹脂内の揮発成分を除去することができる。
本発明の光学用樹脂成形体の製造方法によれば、光学用樹脂成形体の光学特性の低下を抑制しつつ、光学用樹脂から揮発成分を効率的に除去することができる。したがって、本発明の光学用樹脂成形体の製造方法は、例えばＰＯＦの製造、特にＰＯＦのコア部及びクラッド部の製造に利用可能である。
１，３００，３０１ 光学用樹脂
２，１０１ 容器
１００ 光学用樹脂成形体の製造装置
１０２，２０２，２１２ 収容部
１０３，２０３，２１３ 押出部
１０４，２０４，２１４ ガス排出口
１０５，２０５，２１５ ポンプ
１０６，２０６，２１６ ガス注入口
１０７，２０７，２１７ ガス供給装置
２００ ＰＯＦの製造装置
４００ ＰＯＦ
４０１ コア部
４０２ クラッド部
４０３ オーバークラッド

Claims (19)

  1. （ｉ）光学用樹脂を、前記光学用樹脂のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記光学用樹脂のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持する第１加熱工程、
    （ii）前記第１加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記光学用樹脂を、前記光学用樹脂のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記光学用樹脂のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持する第２加熱工程、及び
    （iii）前記第２加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記光学用樹脂を所定の形状に成形する成形工程、
    を含む、
    光学用樹脂成形体の製造方法。
  2. 前記第１加熱工程において、前記光学用樹脂を前記第１温度範囲内で保持する時間Ｔ［Ｈｒ］が、下記の数式（１）：
    ０．０１１×Ｗ＋２．８９＜Ｔ＜０．１１×Ｗ＋１２ （１）
    を満たす、
    ここで、上記数式（１）において、Ｗは前記光学用樹脂の質量［ｇ］を表す、
    請求項１に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  3. 前記第１加熱工程及び前記第２加熱工程は、容器に収容された前記光学用樹脂に対して実施され、
    前記第１加熱工程における前記容器内の昇温速度は、前記第１加熱工程後かつ前記第２加熱工程前に実施される前記第１温度範囲から前記第２温度範囲への昇温工程での昇温速度よりも低い、
    請求項１又は２に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  4. 前記第２加熱工程は、前記第１温度範囲から前記第２温度範囲への昇温のための昇温工程を介して、前記第１加熱工程に連続して実施される、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  5. 前記第１加熱工程及び前記第２加熱工程において、前記光学用樹脂に含まれる揮発成分が除去される、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  6. 前記第１加熱工程及び前記第２加熱工程は、容器に収容された前記光学用樹脂に対して実施され、
    前記成形工程では、前記容器から取り出された前記光学用樹脂が所定の形状に成形される、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  7. 前記第１加熱工程及び前記第２加熱工程から選ばれる少なくとも１つの工程において、前記容器内を減圧する、
    請求項６に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  8. 前記容器が、前記光学用樹脂を収容する収容部と、前記収容部に収容されている前記光学用樹脂を前記収容部から押し出す押出部とを備えており、
    前記第１加熱工程及び前記第２加熱工程は、前記収容部において実施され、
    前記成形工程は、前記収容部に収容されている溶融した前記光学用樹脂を、前記押出部を介して前記収容部から外へ押し出すことによって実施される、
    請求項６又は７に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  9. 前記光学用樹脂をファイバー状に成形する、
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  10. 前記光学用樹脂成形体が、プラスチック光ファイバーを構成する、
    請求項９に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  11. 前記光学用樹脂成形体が、前記プラスチック光ファイバーのコア部及びクラッド部からなる群より選択される少なくとも１つである、
    請求項１０に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  12. 前記光学用樹脂は、含フッ素重合体を含む、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  13. 前記含フッ素重合体は、実質的に水素原子を含まず、かつ全フッ素化されている、
    請求項１２に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
  14. 前記含フッ素重合体は、下記構造式（１）で表される構成単位を有する重合体を含む、
    請求項１３に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
    Figure 2021162735
     （構造式（１）中、Ｒff 1〜Ｒff 4は各々独立に、フッ素原子、炭素数１〜７のパーフルオロアルキル基、又は炭素数１〜７のパーフルオロアルキルエーテル基を表す。Ｒff 1及びＲff 2は連結して環を形成してもよい。）
  15. 前記含フッ素重合体は、下記構造式（２）で表される構成単位を有する重合体を含む、
    請求項１４に記載の光学用樹脂成形体の製造方法。
    Figure 2021162735
  16. 樹脂製ファイバーを製造する方法であって、
    （Ｉ）容器内の樹脂材料を、前記樹脂材料のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持する第１加熱工程、
    （II）前記第１加熱工程よりも後に実施される工程であって、前記容器内の前記樹脂材料を、前記樹脂材料のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持する第２加熱工程、及び
    （III）前記第２加熱工程よりも後に実施される工程であって、溶融した前記樹脂材料を、前記容器から押し出してファイバー状に成形して紡糸する紡糸工程、
    を含む、樹脂製ファイバーの製造方法。
  17. 前記第１加熱工程において、前記樹脂材料を前記第１温度範囲内で保持する時間ｔA［Ｈｒ］が、下記の数式（２）：
    ０．０１１×ｗA＋２．８９＜ｔA＜０．１１×ｗA＋１２ （２）
    を満たす、
    ここで、上記数式（２）において、ｗAは前記樹脂材料の質量［ｇ］を表す、
    請求項１６に記載の樹脂製ファイバーの製造方法。
  18. 樹脂製ファイバーの製造装置であって、
    前記樹脂製ファイバーの原料となる樹脂材料を収容する収容部と、
    前記収容部に収容されている前記樹脂材料を前記収容部から押し出す押出部と、
    前記収容部を加熱する加熱部と、
    前記収容部内の温度を制御する温度制御部と、
    を備え、
    前記温度制御部は、前記収容部内の温度を、前記樹脂材料のガラス転移温度−３０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋１０℃以下の第１温度範囲内で所定時間保持した後に、前記樹脂材料のガラス転移温度＋６０℃以上かつ前記樹脂材料のガラス転移温度＋２００℃以下の第２温度範囲内で所定時間保持し、
    前記押出部から押し出された前記樹脂材料は、ファイバー状に成形される、
    樹脂製ファイバーの製造装置。
  19. 前記温度制御部が前記収容部内の温度を前記第１温度範囲内で保持する時間ｔB［Ｈｒ］が、下記の数式（３）：
    ０．０１１×ｗB＋２．８９＜ｔB＜０．１１×ｗB＋１２ （３）
    を満たす、
    ここで、上記数式（３）において、ｗBは、前記収容部に収容された前記樹脂材料の質量［ｇ］を表す、
    請求項１８に記載の樹脂製ファイバーの製造装置。
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