【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光フアイバ中心軸から外側に向つて屈折率が
変化している屈折率分布型プラスチツク光フアイバの製
法に関するものである。
〔従来の技術〕
透明棒状体の中心より外周へ向つて屈折率が変化して
いる棒状レンズが市販されており、複写器の画像伝送体
として有用に活用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、これらの棒状レンズは剛直であり、原稿と受
光面との距離が長くなると、その取扱い性が極めて悪く
なり、現状においては電機的、機械的な手法によりこの
難点を解決しているが、画像伝送距離が長くなると更
に、その難しさが倍増する傾向があり、このような難点
のない、可撓性の良好な画像伝送体の開発が要望されて
いる。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで本発明者等は上述した要望を満たし得る屈折率
分布型光フアイバを開発することを目的として検討した
結果本発明を完成した。
本発明の要旨とするところは、硬化後の屈折率がn1で
ある未硬化の物質を芯とし、硬化後の屈折率がn2（但
し、n1＞n2とする）である未硬化の物質を鞘として複合
紡糸した後、鞘成分を芯成分中へ拡散処理すると共に、
芯成分を鞘成分中へ拡散処理した後、硬化処理すること
を特徴とする屈折率分布型プラスチツク光フアイバの製
法にある。
本発明によつて得られる前述した如くプラスチツク系
光フアイバはその軸からその外周に向つて屈折率が低下
していることが大きな特徴となつており、このような特
性を有するものを作るには未硬化状態で透明であり、硬
化物の屈折率がn1なるものと、未硬化状態で透明であ
り、硬化物の屈折率がn2なるものとをn1＞n2となるよう
に組合せることが必要であり、このような硬化物を作り
得る未硬化物としてはメチルメタクリレート（ｎ＝1.4
9）、スチレン（ｎ＝1.59）、クロルスチレン（ｎ＝1.6
1）、酢酸ビニル（ｎ＝1.47）、フツ化ビニリデン（ｎ
＝1.42）、110−フルオロプロピレン（ｎ＝1.34）、CH2
＝Ｃ（CH3）COORf（ｎ＝1.37〜1.40）なる化合物類で、
Rfとしては（CH2）ｍ（CF2）nH,−Ｃ（CF3）3,CF2CF2CH
FCF3,CH2CF（CF3）2,CH2＝CHCOOR′ｆ（ｎ＝1.37〜1.4
0）なる化合物類で、Ｒ′ｆとしては−（CH2）ｍ（C
F2）nH,−CH2CF2CHFCF3,−CH（CF3）2,CH2＝CFCOOR″ｆ
（ｎ＝1.37〜1.42）なる化合物、ｎ＝1.43〜1.62なるメ
タクリレート類、アクリレート類、例えばエチル（メ
タ）アクリレート、フエニル（メタ）アクリレート、ベ
ンジル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メ
タ）アクリレート、アルキレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、トリメチロールプロパンジ又はトリ（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ、トリ又は
テトラ（メタ）アクリレート、ジグリセリンテトラ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メ
タ）アクリレートなどの他ジエチレングリコールビスア
リルカーボネート、フツ素化アルキレングリコールポリ
（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。これ
ら硬化性液状物に紡糸に供する未硬化物の粘度調整及び
得られる糸条物中の中心から外側へ向い屈折率分布をも
たせるため、上記硬化性液状物に溶解しうるポリマーを
併用することが好しく例えばポリメチルメタクリレート
（ｎ＝1.49）、ポリメチルメタクリレート系コポリマー
（ｎ＝1.47〜1.50）、ポリ−４−メチルペンテン−１
（ｎ＝1.46）、エチレン／酢酸ビニルコポリマー（ｎ＝
1.46〜1.50）、ポリカーボネート（ｎ＝1.50〜1.57）、
ポリ弗化ビニリデン（ｎ＝1.42）、弗化ビニリデン／テ
トラフルオロエチレンコポリマー（ｎ＝1.42〜1.46）、
弗化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフル
オロプロペンコポリマー（ｎ＝1.40〜1.46）、ポリ弗化
アルキル（メタ）アクリレートポリマーなどを挙げるこ
とができる。
本発明を実施するに際して用いる未硬化物はその粘度
が103〜105ポイズで硬化性のものであることが好まし
く、この粘度が103ポイズよりも小さいものであるとき
は、紡糸により糸切れが生ずるようになり糸条物の形成
が難しく、一方、この粘度が105ポイズより大きいとき
はやはり紡糸操作性が不良となり径斑の少ない糸条物を
得ることが難しくなる。
本発明により屈折率分布型光フアイバを作るには、例
えば第１図に示す如き糸成型装置を用いて行なうことが
できる。第１図中11はシリンダー部、12は硬化性の未硬
化状物混練部、13は粘度調整を行なうためのヒーター、
14はピストン、15は紡糸ノズル部、16は押出された未硬
化状の糸条物、17は糸条に屈折率分布を与えるための処
理部、18は未硬化物を硬化させるための処理部、20は引
取りローラー、22は本発明により作られた屈折率分布型
プラスチツク光フアイバ、21は撓取部である。
本発明を実施するに際しては、高屈折率成分を芯と
し、低屈折率成分を鞘として共押し出しし、低屈折率成
分を芯成分中へ拡散せしめると共に高屈折率成分を鞘成
分中に拡散せしめる処理を施すことによつて屈折率分布
型糸状物とした後硬化処理することにより、本発明の目
的とする屈折率分布型光フアイバを作ることができる。
未硬化状の糸条物を硬化するには糸条物中に熱硬化触
媒及び／又は光硬化触媒を介在せしめておき、熱処理な
いし光照射処理する方法をとるのがよい。
熱硬化触媒としては通常用いられているパーオキサイ
ド系触媒を用いることができ、光重合触媒としてはベン
ゾフエノン、ベンゾインアルキルエーテル、４′−イソ
プロピル−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフエ
ノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフエニルケトン、
ベンジルメチルケタール、2,2−ジエトキシアセトフエ
ノン、クロロチオキサントン、チオキサントン系化合
物、ベンゾフエノン系化合物、４−ジメチルアミノ安息
香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、
Ｎ−メチルジエタノールアミン、トリエチルアミンなど
を挙げることができる。
本発明によつて得られる屈折率分布型光フアイバには
更に低屈折率の被覆層を設けることもでき、トリフルオ
ロアルキルアクリレート、ペンタフルオロアルキルアク
リレート、ヘキサフルオロアルキルアクリレート、フル
オロアルキレンジアクリレート、1,1,2,2−テトラハイ
ドロヘプタデカフルオロデシルアクリレート、ヘキサン
ジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
トなどを適宜混合し、必要によりこれら樹脂組成物の塗
工性及び屈折率を調節するために前記弗素含有アクリレ
ート又はメタクリレートの重合体を混合し、更に、この
組成物に前記光重合開始剤を加えたものを用いるのがよ
い。
光重合に用いる光源としては150〜600nmの波長の光を
発する炭素アーク灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、低圧
水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、レーザ光等
を用いることができる。
〔本発明の効果〕
本発明によると可撓性良好な屈折率分布型プラスチツ
ク系光フアイバを連続的に効率よく作ることができ、そ
の工業的メリツトは極めて大きいものである。
以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
ポリメチルメタクリレート45重量部、メチルメタクリ
レート55重量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフエニ
ルケトン0.1重量部、ハイドロキノン0.1重量部を芯成分
とし、これを80℃に加熱し、混練部を通し第２図の同心
円状の複合紡糸ノズルの芯成分供給ライン（24）から押
し出した。ポリ−（2,2,3,3−テトラフルオロプロピル
メタクリレート）（nD1.40、〔η〕3.0（メチルエチル
ケトン中25℃で測定））50重量部、2,2,3,3−テトラフ
ルオロプロピルメタクリレート50重量部、１−ヒドロキ
シシクロヘキシルフエニルケトン0.1重量部、ハイドロ
キノン0.1重量部を鞘成分とし、これを80℃に加熱して
混練部を通し第２図の同心円状の複合紡糸ノズルの鞘成
分供給ライン（23）から芯成分と同時に押し出した。こ
の押し出し時の粘度は、芯成分が2.5×104ポイズ、鞘成
分が4.0×104ポイズであった。この押し出し物を80℃に
保たれた保温筒内を約10分かけて通過させた。
ついで６本の円状に等間隔に設置された400W高圧水銀
灯の中心にフアイバを通過させ、約５分間光を照射し、
20cm/分の速度でニップローラーで引き取った。このよ
うにして芯−鞘構造を有し、芯部、鞘部ともに屈折率分
布のついたプラスチツク光フアイバを得た。この光フア
イバの直径は1mmであった。芯成分の中心の屈折率は1.4
85、鞘成分との界面付近の屈折率は1.466、鞘成分の芯
成分との界面付近の屈折率は1.423、周辺部の屈折率は
1.405であった。
この光フアイバの光伝送損失は、590nmにおいて591dB
/Km、650nmにおいて622dB/Kmであった。
比較例１
保温筒内を通過させないことを除いて、実施例１と同
様にして光フアイバを得た。得られた光フアイバは、芯
−鞘構造を有するプラスチツク光フアイバであり、芯成
分の屈折率は1.490、鞘成分の屈折率は1.400であった。
またこの光フアイバの光伝送損失は、590nmにおいて569
dB/Km、650nmにおいて613dB/Kmであった。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a graded-index plastic optical fiber in which the refractive index changes outward from the central axis of the optical fiber. [Prior Art] A rod-shaped lens whose refractive index changes from the center to the outer periphery of the transparent rod-shaped body is commercially available, and is usefully used as an image transmitter of a copying machine. [Problems to be Solved by the Invention] However, these rod-shaped lenses are rigid, and when the distance between the document and the light receiving surface becomes longer, the handling becomes extremely poor. However, as the image transmission distance becomes longer, the difficulty tends to be doubled, and there is a demand for the development of a flexible image transmission body that does not have such difficulties. I have. [Means for Solving the Problems] Accordingly, the present inventors have conducted studies for the purpose of developing a refractive index distribution type optical fiber which can satisfy the above-mentioned demands, and have completed the present invention. It is an aspect of the present invention, the uncured material refractive index after curing is at n 1 is a core, uncured refractive index after curing is n 2 (where the n 1> n 2) After the composite spinning using the material of the above as a sheath, the sheath component is diffused into the core component,
A method for producing a refractive index distribution type plastic optical fiber, which comprises subjecting a core component to a diffusion process into a sheath component and then performing a curing process. As described above, the plastic optical fiber obtained by the present invention is characterized in that the refractive index decreases from its axis toward its outer periphery. transparent in the uncured state, and that the refractive index of the cured product is n 1, is transparent in the uncured state, combining to that refractive index of the cured product becomes n 2 such that n 1> n 2 It is necessary to use methyl methacrylate (n = 1.4
9), styrene (n = 1.59), chlorostyrene (n = 1.6)
1), vinyl acetate (n = 1.47), vinylidene fluoride (n
= 1.42), 110-fluoropropylene (n = 1.34), CH 2
ＣC (CH 3 ) COOR f (n = 1.37 to 1.40)
R f is (CH 2 ) m (CF 2 ) n H, -C (CF 3 ) 3 , CF 2 CF 2 CH
FCF 3, CH 2 CF (CF 3) 2, CH 2 = CHCOOR 'f (n = 1.37~1.4
0) wherein R ′ f is — (CH 2 ) m (C
F 2 ) n H, —CH 2 CF 2 CHFCF 3 , —CH (CF 3 ) 2 , CH 2 = CFCOOR ″ f
(N = 1.37 to 1.42), methacrylates and acrylates where n = 1.43 to 1.62, for example, ethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, hydroxyalkyl (meth) acrylate, alkylene glycol Other diethylene glycol bis such as di (meth) acrylate, trimethylolpropane di or tri (meth) acrylate, pentaerythritol di, tri or tetra (meth) acrylate, diglycerin tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate Examples thereof include allyl carbonate and fluorinated alkylene glycol poly (meth) acrylate. In order to adjust the viscosity of the uncured material subjected to spinning to these curable liquid materials and to impart a refractive index distribution from the center to the outside in the obtained yarn, it is possible to use a polymer soluble in the curable liquid material in combination. Preferably, for example, polymethyl methacrylate (n = 1.49), polymethyl methacrylate-based copolymer (n = 1.47 to 1.50), poly-4-methylpentene-1
(N = 1.46), ethylene / vinyl acetate copolymer (n =
1.46-1.50), polycarbonate (n = 1.50-1.57),
Polyvinylidene fluoride (n = 1.42), vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer (n = 1.42 to 1.46),
Examples thereof include vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene / hexafluoropropene copolymer (n = 1.40 to 1.46), a polyalkyl fluoride (meth) acrylate polymer, and the like. The uncured material used in carrying out the present invention preferably has a viscosity of 10 3 to 10 5 poise and is curable.If the viscosity is less than 10 3 poise, the yarn is broken by spinning. When the viscosity is higher than 10 5 poise, the spinning operability is also poor and it is difficult to obtain a yarn having a small diameter unevenness. The production of a graded index optical fiber according to the present invention can be carried out using, for example, a yarn molding apparatus as shown in FIG. In FIG. 1, 11 is a cylinder portion, 12 is a kneading portion of a curable uncured material, 13 is a heater for adjusting viscosity,
14 is a piston, 15 is a spinning nozzle section, 16 is an extruded uncured yarn, 17 is a processing section for giving a refractive index distribution to the yarn, and 18 is a processing section for curing the uncured material. , 20 is a take-off roller, 22 is a gradient index plastic optical fiber made according to the present invention, and 21 is a bending portion. In practicing the present invention, the high refractive index component is cored, the low refractive index component is co-extruded as a sheath, and the low refractive index component is diffused into the core component and the high refractive index component is diffused into the sheath component. By subjecting the composition to post-curing treatment to obtain a graded-index-type filamentous material, a graded-index optical fiber of the present invention can be produced. In order to cure the uncured yarn, a method in which a heat-curing catalyst and / or a light-curing catalyst is interposed in the yarn, and a heat treatment or a light irradiation treatment is preferably employed. Usable peroxide catalysts can be used as the thermosetting catalyst, and benzophenone, benzoin alkyl ether, 4'-isopropyl-2-hydroxy-2-methyl-propiophenone, 1- Hydroxycyclohexylphenyl ketone,
Benzyl methyl ketal, 2,2-diethoxyacetophenone, chlorothioxanthone, thioxanthone-based compound, benzophenone-based compound, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate,
N-methyldiethanolamine, triethylamine and the like can be mentioned. The refractive index distribution type optical fiber obtained according to the present invention may be further provided with a coating layer having a low refractive index, and may be provided with trifluoroalkyl acrylate, pentafluoroalkyl acrylate, hexafluoroalkyl acrylate, fluoroalkylene diacrylate, 1,2,2-tetrahydroheptadecafluorodecyl acrylate, hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and the like are appropriately mixed, and the coating properties and the refractive index of these resin compositions are adjusted as necessary. It is preferable to use a mixture of the fluorine-containing acrylate or methacrylate polymer and a composition obtained by adding the above-mentioned photopolymerization initiator to the composition. As a light source used for photopolymerization, a carbon arc lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a chemical lamp, a xenon lamp, a laser beam, or the like that emits light having a wavelength of 150 to 600 nm can be used. [Effects of the present invention] According to the present invention, a refractive index distribution type plastic optical fiber having good flexibility can be continuously and efficiently produced, and its industrial advantage is extremely large. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. Example 1 45 parts by weight of polymethyl methacrylate, 55 parts by weight of methyl methacrylate, 0.1 part by weight of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, and 0.1 part by weight of hydroquinone were used as core components, and the core component was heated to 80 ° C. It was extruded from the core component supply line (24) of the concentric composite spinning nozzle in the figure. 50 parts by weight of poly- (2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate) (n D 1.40, [η] 3.0 (measured in methyl ethyl ketone at 25 ° C.)), 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate 50 parts by weight, 0.1 part by weight of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, and 0.1 part by weight of hydroquinone were used as a sheath component, which was heated to 80 ° C. and fed through a kneading section to supply the sheath component of the concentric composite spinning nozzle shown in FIG. It was extruded simultaneously with the core component from the line (23). The viscosity at the time of extrusion, the core component is 2.5 × 10 4 poises, the sheath component was 4.0 × 10 4 poise. The extrudate was passed through a heat retaining cylinder maintained at 80 ° C. for about 10 minutes. Then, let the fiber pass through the center of six 400W high-pressure mercury lamps installed at equal intervals in a circle, and irradiate the light for about 5 minutes,
It was picked up with a nip roller at a speed of 20 cm / min. Thus, a plastic optical fiber having a core-sheath structure and having a refractive index distribution in both the core and the sheath was obtained. The diameter of this optical fiber was 1 mm. The refractive index at the center of the core component is 1.4
85, the refractive index near the interface with the sheath component is 1.466, the refractive index near the interface with the core component of the sheath component is 1.423, and the refractive index around the periphery is
It was 1.405. The optical transmission loss of this fiber is 591dB at 590nm.
/ Km and 622 dB / Km at 650 nm. Comparative Example 1 An optical fiber was obtained in the same manner as in Example 1, except that the fiber was not passed through the heat retaining cylinder. The obtained optical fiber was a plastic optical fiber having a core-sheath structure. The refractive index of the core component was 1.490, and the refractive index of the sheath component was 1.400.
The optical transmission loss of this fiber is 569 nm at 590 nm.
It was 613 dB / Km at 650 nm.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の屈折率分布型プラスチツク光伝送繊維
の製造法を実施するに際して用いる紡糸装置の一例を示
す模式図であり、第２図は複合紡糸を行なう場合に用い
るノズルの一例である。
11……シリンダ、12……混練部、13……ヒータ、14……
ピストン、15……複合紡糸ノズル、16……ストランドフ
アイバ、17……揮発部、18……活性光線照射部、19……
ガス導入孔、20……ニツプローラ、21……巻取ドラム、
22……光伝送繊維、23……鞘成分供給ライン、24……芯
成分供給ラインBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing an example of a spinning apparatus used for carrying out the method for producing a graded-index-type plastic optical transmission fiber of the present invention, and FIG. FIG. 11 ... cylinder, 12 kneading part, 13 ... heater, 14 ...
Piston, 15: Composite spinning nozzle, 16: Strand fiber, 17: Volatile part, 18: Active ray irradiation part, 19 ...
Gas inlet hole, 20… Nip roller, 21… Winding drum,
22 ... optical transmission fiber, 23 ... sheath component supply line, 24 ... core component supply line
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(72)発明者 三品 義彦
広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイ
ヨン株式会社内
(56)参考文献 特開 昭62−215204（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
G02B 6/00────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiko Sanpin 20-1 Miyukicho, Otake City, Hiroshima Prefecture Inside Mitsubishi Rayon Co., Ltd. (56) References JP-A-62-215204 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) G02B 6/00