JP3026665B2 - 屈折率分布を有する円柱状透明重合体の製造方法 - Google Patents
屈折率分布を有する円柱状透明重合体の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【利用分野】本発明は、複写機用レンズアレー、光ファ
イバー、ロッドレンズなどに有用な屈折率分布を有する
円柱状透明重合体の製造方法に関する。
イバー、ロッドレンズなどに有用な屈折率分布を有する
円柱状透明重合体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】屈折率を中心軸から外側に
向かって次第に減少させた屈折率分布型レンズは、優れ
た光集束性を有するため、注目され、性能の向上や製造
工程の改善など様々な検討が加えられてきた。例えば、
特開昭６２−８９９０１号公報には、比較的短時間に目
的とする屈折率分布を有する重合体が得られる方法とし
て、エポキシ基を有する円柱状透明重合体を、膨潤性液
体とエポキシ基と反応性を有し、かつ反応して該重合体
よりも低い屈折率を有する重合体を生成する低分子化合
物との混合液中に浸漬してこの低分子化合物を重合体内
部に拡散、反応させる方法が提案されている。
向かって次第に減少させた屈折率分布型レンズは、優れ
た光集束性を有するため、注目され、性能の向上や製造
工程の改善など様々な検討が加えられてきた。例えば、
特開昭６２−８９９０１号公報には、比較的短時間に目
的とする屈折率分布を有する重合体が得られる方法とし
て、エポキシ基を有する円柱状透明重合体を、膨潤性液
体とエポキシ基と反応性を有し、かつ反応して該重合体
よりも低い屈折率を有する重合体を生成する低分子化合
物との混合液中に浸漬してこの低分子化合物を重合体内
部に拡散、反応させる方法が提案されている。
【０００３】しかしながら、上記方法に用いられるエポ
キシ基を有する重合体と反応して該重合体より低屈折率
の重合体を生成する低分子化合物は、フッ素化カルボン
酸、フッ素化無水カルボン酸、フッ素化アルコールなど
の有機フッ素化合物であり、その種類が限定されるばか
りでなく、高価な物質である。また、この方法では、円
柱状重合体の外側を膨潤させ、低分子化合物を拡散させ
るため、クラッド層は薄く、外面が荒れやすく、さらに
目的とする径に調節し難いという問題点があった。
キシ基を有する重合体と反応して該重合体より低屈折率
の重合体を生成する低分子化合物は、フッ素化カルボン
酸、フッ素化無水カルボン酸、フッ素化アルコールなど
の有機フッ素化合物であり、その種類が限定されるばか
りでなく、高価な物質である。また、この方法では、円
柱状重合体の外側を膨潤させ、低分子化合物を拡散させ
るため、クラッド層は薄く、外面が荒れやすく、さらに
目的とする径に調節し難いという問題点があった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記従来技術の問題点を解消
し、外面の荒れや歪みが残らず、径の調節が極めて容易
な、屈折率分布を有する円柱状透明重合体を安価に製造
しうる方法を提供することを目的とする。
し、外面の荒れや歪みが残らず、径の調節が極めて容易
な、屈折率分布を有する円柱状透明重合体を安価に製造
しうる方法を提供することを目的とする。
【０００５】本発明は、エポキシ基を有する透明重合体
から成るパイプ状体の内部空間に膨潤性液体と、エポキ
シ基と反応して屈折率の高い重合体を生成する低分子化
合物との混合液を注入し、パイプ状態の内壁から低分子
化合物を拡散させ、反応させることによって上記目的を
達成したものてある。
から成るパイプ状体の内部空間に膨潤性液体と、エポキ
シ基と反応して屈折率の高い重合体を生成する低分子化
合物との混合液を注入し、パイプ状態の内壁から低分子
化合物を拡散させ、反応させることによって上記目的を
達成したものてある。
【０００６】すなわち、本発明による屈折率分布を有す
る円柱状透明重合体の製造方法は、エポキシ基を有する
透明重合体のパイプ状体内に、該重合体を膨潤させる液
体と、エポキシ基と反応して、上記重合体より高い屈折
率の重合体を生成する低分子化合物との混合液を注入
し、該低分子化合物をパイプ状体の内壁から拡散、反応
させ、乾燥後、得られたパイプ状体の内部を減圧状態に
保持しながら加熱引き伸ばしを行うことにより内部空間
を消失させると共に、所望の寸法及び屈折率分布を有す
る円柱状透明重合体を形成することを特徴とする。
る円柱状透明重合体の製造方法は、エポキシ基を有する
透明重合体のパイプ状体内に、該重合体を膨潤させる液
体と、エポキシ基と反応して、上記重合体より高い屈折
率の重合体を生成する低分子化合物との混合液を注入
し、該低分子化合物をパイプ状体の内壁から拡散、反応
させ、乾燥後、得られたパイプ状体の内部を減圧状態に
保持しながら加熱引き伸ばしを行うことにより内部空間
を消失させると共に、所望の寸法及び屈折率分布を有す
る円柱状透明重合体を形成することを特徴とする。
【０００７】本発明に使用するエポキシ基を有する透明
重合体としては、グリシジルアクリレート、グリシジル
メタクリレート等の単一重合体又は他の単量体との共重
合体が挙げられる。ここで使用しうる他の単量体として
は、透明性を損なわないこと及び目的とする屈折率分布
を考慮して適宜選択することができるが、共重合するこ
とにより、単一重合体より屈折率が低くなるようなもの
が、屈折率の変化量を大きくする観点で有利であり、そ
の例としては、ヘプタデカフロロデシルアクリレート、
ヘプタデカフロロデシルメタクリレート、オクタフロロ
ペンチルアクリレート、オクタフロロペンチルメタクリ
レート、テトラフロロプロピルアクリレート、テトラフ
ロロプロピルメタクリレート、トリフロロエチルアクリ
レート、トリフロロエチルメタクリレートなどのフッ化
物単量体が挙げられる。
重合体としては、グリシジルアクリレート、グリシジル
メタクリレート等の単一重合体又は他の単量体との共重
合体が挙げられる。ここで使用しうる他の単量体として
は、透明性を損なわないこと及び目的とする屈折率分布
を考慮して適宜選択することができるが、共重合するこ
とにより、単一重合体より屈折率が低くなるようなもの
が、屈折率の変化量を大きくする観点で有利であり、そ
の例としては、ヘプタデカフロロデシルアクリレート、
ヘプタデカフロロデシルメタクリレート、オクタフロロ
ペンチルアクリレート、オクタフロロペンチルメタクリ
レート、テトラフロロプロピルアクリレート、テトラフ
ロロプロピルメタクリレート、トリフロロエチルアクリ
レート、トリフロロエチルメタクリレートなどのフッ化
物単量体が挙げられる。
【０００８】本発明においては、上記のようなエポキシ
基を有する透明重合体からパイプ状体を形成して用い
る。このパイプ状体の製造方法としては、特に制限はな
く、各種の成形方法、例えば、注型法、押出成形法、射
出成形法などが挙げられるが、機械加工により円柱体の
中央に穿孔する方法を採ることもできる。パイプの内径
及び外径は、その後に行われる加熱引き伸ばし工程にお
ける引き伸ばし率を考慮して適宜決定することができ
る。
基を有する透明重合体からパイプ状体を形成して用い
る。このパイプ状体の製造方法としては、特に制限はな
く、各種の成形方法、例えば、注型法、押出成形法、射
出成形法などが挙げられるが、機械加工により円柱体の
中央に穿孔する方法を採ることもできる。パイプの内径
及び外径は、その後に行われる加熱引き伸ばし工程にお
ける引き伸ばし率を考慮して適宜決定することができ
る。
【０００９】本発明の方法においては、上記のようなパ
イプ状体の内部空間内に、重合体を膨潤させる液体と屈
折率を高くする低分子化合物との混合液を注入する。こ
こで上記のような透明重合体を膨潤させる液体として
は、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレン
グリコール等のアルコール類、メチルエチルケトン等の
ケトン類、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブ
チルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等
のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類
などの有機溶媒の単一又は混合溶媒を使用することがで
きる。
イプ状体の内部空間内に、重合体を膨潤させる液体と屈
折率を高くする低分子化合物との混合液を注入する。こ
こで上記のような透明重合体を膨潤させる液体として
は、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレン
グリコール等のアルコール類、メチルエチルケトン等の
ケトン類、エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ブ
チルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル等
のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類
などの有機溶媒の単一又は混合溶媒を使用することがで
きる。
【００１０】また、エポキシ基と反応して、上記透明重
合体より高い屈折率の重合体を生成する低分子化合物と
しては、フェニルフェノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノー
ル、４−（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノー
ル等のフェノール類、安息香酸、メチル安息香酸、ｏ−
メルカプト安息香酸、クロロ安息香酸、ｐ−ｔ−ブチル
安息香酸、ジフェニル酢酸等の芳香族カルボン酸類、ベ
ンジルアミン、２−メトキシ−５−メチル−ベンジルア
ミン、ｐ−エトキシアニリン、β−フェニルエチルアミ
ン、クロロアニリン等の芳香族アミンが挙げられるが、
これらに限定されるものではなく、エポキシ基との反応
性及び所望の屈折率などを考慮して適宜選択することが
できる。
合体より高い屈折率の重合体を生成する低分子化合物と
しては、フェニルフェノール、ｐ−ｔ−ブチルフェノー
ル、４−（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノー
ル等のフェノール類、安息香酸、メチル安息香酸、ｏ−
メルカプト安息香酸、クロロ安息香酸、ｐ−ｔ−ブチル
安息香酸、ジフェニル酢酸等の芳香族カルボン酸類、ベ
ンジルアミン、２−メトキシ−５−メチル−ベンジルア
ミン、ｐ−エトキシアニリン、β−フェニルエチルアミ
ン、クロロアニリン等の芳香族アミンが挙げられるが、
これらに限定されるものではなく、エポキシ基との反応
性及び所望の屈折率などを考慮して適宜選択することが
できる。
【００１１】膨潤性液体と低分子化合物との配合割合、
反応温度及び反応時間は、使用した物質の性質や所望の
屈折率分布を考慮して決定することができる。膨潤性液
体と低分子化合物との混合液をパイプ状体の内部空間に
注入すると、パイプ状体の内壁部分が膨潤し、低分子化
合物が重合体内に拡散し、反応する。これに伴って混合
液量が減少するので、その減少量に応じて液を補充する
ことが必要である。
反応温度及び反応時間は、使用した物質の性質や所望の
屈折率分布を考慮して決定することができる。膨潤性液
体と低分子化合物との混合液をパイプ状体の内部空間に
注入すると、パイプ状体の内壁部分が膨潤し、低分子化
合物が重合体内に拡散し、反応する。これに伴って混合
液量が減少するので、その減少量に応じて液を補充する
ことが必要である。
【００１２】適切な反応時間後、低分子化合物はパイプ
状体の内壁から外壁へ向かって連続的な濃度勾配で拡散
し、反応している。反応後、混合液を排出し、例えば、
減圧乾燥器を用いて加熱乾燥し、膨潤性液体や未反応の
低分子化合物を除去する。これにより内壁から外壁へ向
かって屈折率分布を有するパイプ状体を得ることができ
る。
状体の内壁から外壁へ向かって連続的な濃度勾配で拡散
し、反応している。反応後、混合液を排出し、例えば、
減圧乾燥器を用いて加熱乾燥し、膨潤性液体や未反応の
低分子化合物を除去する。これにより内壁から外壁へ向
かって屈折率分布を有するパイプ状体を得ることができ
る。
【００１３】本発明の方法においては、こうして得た内
壁から外壁へ向かって屈折率分布を有するパイプ状体の
内部を減圧状態に保持しながら加熱引き伸ばしを行うこ
とにより内部空間を消失させると共に、所望の寸法（外
径）の円柱状透明重合体を形成する。このとき、加熱温
度は、熱変形温度より５０〜１００℃程度高い温度であ
ることが好ましい。
壁から外壁へ向かって屈折率分布を有するパイプ状体の
内部を減圧状態に保持しながら加熱引き伸ばしを行うこ
とにより内部空間を消失させると共に、所望の寸法（外
径）の円柱状透明重合体を形成する。このとき、加熱温
度は、熱変形温度より５０〜１００℃程度高い温度であ
ることが好ましい。
【００１４】加熱引き伸ばしを行うことによりパイプ状
体の内部空間は、融着され消滅し、中心部から周辺部に
向かって次第に屈折率が減少する円柱状透明重合体が得
られる。この円柱状透明重合体の外径は、加熱引き伸ば
し時の加熱温度及び引き伸ばし速度などの条件によって
容易に調節することができる。
体の内部空間は、融着され消滅し、中心部から周辺部に
向かって次第に屈折率が減少する円柱状透明重合体が得
られる。この円柱状透明重合体の外径は、加熱引き伸ば
し時の加熱温度及び引き伸ばし速度などの条件によって
容易に調節することができる。
【００１５】次に、図面を参照して、本発明の方法を具
体的に説明する。図１は低分子化合物の拡散、反応工程
を示す説明図である。エポキシ基を有する透明重合体か
ら成るパイプ状体１の底部に栓３をして膨潤性液体と低
分子化合物との混合液２を注入し、必要に応じて加温し
ながら反応させる。反応後、混合液２を排出し、乾燥し
た後、得られた屈折率分布を有する透明重合体のパイプ
状体４を図２に示したように、真空ポンプに接続した減
圧保持用治具６で固定し、パイプ状体の内部空間を減圧
状態に保持しながら発熱体５で加熱し、所望の引き伸ば
し速度でパイプ状体をその下部から引き伸ばす。これに
より中心軸から周辺に向かって次第に屈折率が減少し、
所望の外径を有する円柱状透明重合体が得られる。
体的に説明する。図１は低分子化合物の拡散、反応工程
を示す説明図である。エポキシ基を有する透明重合体か
ら成るパイプ状体１の底部に栓３をして膨潤性液体と低
分子化合物との混合液２を注入し、必要に応じて加温し
ながら反応させる。反応後、混合液２を排出し、乾燥し
た後、得られた屈折率分布を有する透明重合体のパイプ
状体４を図２に示したように、真空ポンプに接続した減
圧保持用治具６で固定し、パイプ状体の内部空間を減圧
状態に保持しながら発熱体５で加熱し、所望の引き伸ば
し速度でパイプ状体をその下部から引き伸ばす。これに
より中心軸から周辺に向かって次第に屈折率が減少し、
所望の外径を有する円柱状透明重合体が得られる。
【００１６】
【実施例】次に、実施例に基づいて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれによって制限されるもの
ではない。
的に説明するが、本発明はこれによって制限されるもの
ではない。
【００１７】実施例１ グリシジルメタクリレート５０重量部とトリフロロエチ
ルメタクリレート５０重量部の混合物中に過酸化ベンゾ
イル（重合開始剤）０．３重量部及びｎ−ブチルメルカ
プタン（重合調整剤）０．１重量部を溶解させ、予め離
型剤で処理した内径２０ｍｍのガラス容器に入れ、脱気
後、６０℃で１０時間、次いで８０℃で５時間、さらに
１００℃で５時間加熱重合させた。得られた透明重合物
に、機械加工により中央に穴をあけ、内径５ｍｍ、外径
２０ｍｍのパイプ状体を得た。
ルメタクリレート５０重量部の混合物中に過酸化ベンゾ
イル（重合開始剤）０．３重量部及びｎ−ブチルメルカ
プタン（重合調整剤）０．１重量部を溶解させ、予め離
型剤で処理した内径２０ｍｍのガラス容器に入れ、脱気
後、６０℃で１０時間、次いで８０℃で５時間、さらに
１００℃で５時間加熱重合させた。得られた透明重合物
に、機械加工により中央に穴をあけ、内径５ｍｍ、外径
２０ｍｍのパイプ状体を得た。
【００１８】得られたパイプ状体の一方の端部に栓を
し、イソプロピルエーテル２０重量部、イソブチルアル
コール８０重量部及びベンジルアミン３重量部からなる
混合液を穴に注入し、４０℃で８時間反応させた。混合
液は、パイプ状体の内壁膨潤に伴い減少するため、その
減少量に応じて補充した。
し、イソプロピルエーテル２０重量部、イソブチルアル
コール８０重量部及びベンジルアミン３重量部からなる
混合液を穴に注入し、４０℃で８時間反応させた。混合
液は、パイプ状体の内壁膨潤に伴い減少するため、その
減少量に応じて補充した。
【００１９】その後、混合液を排出し、減圧乾燥器を用
いて７０℃で８時間、１３０℃で２４時間乾燥を行い、
内壁から外壁へ向かって屈折率が減少する屈折率分布を
有するパイプ状体を得た。
いて７０℃で８時間、１３０℃で２４時間乾燥を行い、
内壁から外壁へ向かって屈折率が減少する屈折率分布を
有するパイプ状体を得た。
【００２０】得られたパイプ状体の内部空間を減圧状態
に保持しながら１８０〜２３０℃の温度で加熱しながら
パイプ下部より連続して引き伸ばし、外径約５ｍｍの円
柱状透明重合体を得た。このとき中央部の空間は、融着
され消滅した。こうして、中心部から周辺部に向かって
次第に屈折率が減少する屈折率分布を持つ、光学的に有
効な円柱状透明重合体が得られた。
に保持しながら１８０〜２３０℃の温度で加熱しながら
パイプ下部より連続して引き伸ばし、外径約５ｍｍの円
柱状透明重合体を得た。このとき中央部の空間は、融着
され消滅した。こうして、中心部から周辺部に向かって
次第に屈折率が減少する屈折率分布を持つ、光学的に有
効な円柱状透明重合体が得られた。
【発明の効果】本発明の方法によれば、外面からの拡散
を行わないので、外面の荒れは起こらず、加熱引き伸ば
し時の条件を適切に設定することにより径を極めて容易
に調節でき、所望の径及び屈折率分布を有する円柱状透
明重合体を安価に効率よく製造することができる。ま
た、膨潤・反応などにより発生することのある歪みは、
加熱引き伸ばしを行うことにより解消され、品質のよい
光学材料を得ることができる。
を行わないので、外面の荒れは起こらず、加熱引き伸ば
し時の条件を適切に設定することにより径を極めて容易
に調節でき、所望の径及び屈折率分布を有する円柱状透
明重合体を安価に効率よく製造することができる。ま
た、膨潤・反応などにより発生することのある歪みは、
加熱引き伸ばしを行うことにより解消され、品質のよい
光学材料を得ることができる。
【図１】本発明における低分子化合物の拡散・反応工程
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図２】本発明における加熱引き伸ばし工程を示す説明
図である。
図である。
１ パイプ状体 ２ 膨潤性液体と低分子化合物との混合液 ３ 栓 ４ 屈折率分布を有するパイプ状体 ５ 発熱体 ６ 減圧保持用治具
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 3/00 G02B 6/00 366 G02B 6/18
Claims (2)
- 【請求項１】 エポキシ基を有する透明重合体のパイプ
状体内に、該重合体を膨潤させる液体と、エポキシ基と
反応して、上記重合体より高い屈折率の重合体を生成す
る低分子化合物との混合液を注入し、該低分子化合物を
パイプ状体の内壁から拡散、反応させ、乾燥後、得られ
たパイプ状体の内部を減圧状態に保持しながら加熱引き
伸ばしを行うことにより内部空間を消失させると共に、
所望の寸法及び屈折率分布を有する円柱状透明重合体を
形成することを特徴とする屈折率分布を有する円柱状透
明重合体の製造方法。 - 【請求項２】 低分子化合物がフェノール類、芳香族カ
ルボン酸又は芳香族アミンである請求項１記載の屈折率
分布を有する円柱状透明重合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03331116A JP3026665B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 屈折率分布を有する円柱状透明重合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03331116A JP3026665B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 屈折率分布を有する円柱状透明重合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05107404A JPH05107404A (ja) | 1993-04-30 |
| JP3026665B2 true JP3026665B2 (ja) | 2000-03-27 |
Family
ID=18240044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03331116A Expired - Fee Related JP3026665B2 (ja) | 1991-10-15 | 1991-10-15 | 屈折率分布を有する円柱状透明重合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3026665B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6071441A (en) * | 1997-03-13 | 2000-06-06 | Asahi Glass Company Ltd. | Method of manufacturing distributed refractive index optical fiber |
| EP1730557A1 (en) * | 2004-04-02 | 2006-12-13 | Fuji Photo Film Co. Ltd. | Method and apparatus for manufacturing plastic optical fiber |
| JP2006171258A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | 屈折率分布型プラスチック光学部材の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-15 JP JP03331116A patent/JP3026665B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05107404A (ja) | 1993-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |