JPH0365904A - プラスチック光伝送体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光集束性レンズ、光集束性ファイバー等に利
用される、中心から外周に向かって連続的な屈折率分布
を有するプラスチック光伝送体の製造方法に関するもの
である。

［従来の技術］ 中心から外周に向かって連続的な屈折率分布を有する光
伝送体は、すでに特公昭４７−８１６号においてガラス
製のものが提案されている。

しかしながら、ガラス製の光伝送体は、生産性が低く、
高価なものとなり、かつ屈曲性も乏しいという問題点を
有している。

このようなガラス製光伝送体に対し、プラスチック製の
光伝送体を製造する方法がいくつか提案されている。こ
れらのプラスチック光伝送体の製造方法を大別すると、
（１）イオン架橋重合体よりなる合成樹脂体の中心軸よ
りその表面に向かって金属イオン濃度を連続的に変化を
もたせるようにしたもの（特公昭４７−２６９１３号）
　、（２）屈折率の異なる２種以上の透明な重合体の混
合物より製造された合成樹脂体を特定の溶剤で処理し、
前記合成樹脂体の構成成分の少なくとも１つを部分的に
溶解除去することによって製造するもの（特公昭４７−
２８０５９号）、（３）２種の屈折率の異なるモノマー
の混合物を、重合方法を工夫して、表面から内部にわた
り連続的に屈折率分布ができるようにしたもの（特公昭
５４−３０３０１号）　、（４）架橋重合体の表面より
屈折率の低いモノマーを拡散させて、表面より内部にわ
たり、このモノマーの含有率が連続的に変化するように
配置したのちに重合して屈折率分布をもたせたもの（特
公昭５２−５８５７号、特公昭５６−３７５２１号）、
および（５）反応性を有する重合体の表面より、該重合
体よりも低い屈折率を有する反応性低分子化合物を拡散
、反応させて、表面より内部にわた゛り連続的に屈折率
分布をもたせるようにするもの（特公昭５７−２９６８
２号）等である。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ これら従来法の共通した問題点としては、拡散あるいは
抽出などの工程に長時間を要することや長さが限定され
るなどから、生産工程は断続的であり、換言すればバッ
チ式生産方法であり、生産性が極めて悪いのと同時に製
造条件の選定が極めて難しかったり、再現性が得られな
い等、工業化技術としては、それぞれ問題点を有する製
造方法である。

本発明は、上記従来技術が抱えていた断続的な生産工程
による不合理性を解決し、ガラスあるいはプラスチック
光ファイバーと同様な連続的な生産を可能とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］ すなわち本発明の要旨とするところは、単量体（Ａ）と
比較的高い屈折率ｎ、なる重合体（Ｂ）との混合物を、
ノズル面上に設けた、重合した後単量体（Ａ）の重合体
より屈折率が低い重合体となる単量体（Ｃ）のホールド
部中に下から上に向かってノズルより押出し、上記混合
物がファイバー状に賦形させると同時にその外周部より
単量体（Ｃ）を拡散せしめ、ファイバー内に単量体（Ｃ
）の濃度分布を形成し、次いで重合することにより中心
部から外周部にかけて連続的な屈折率分布を与えること
を特徴とするプラスチック光伝送体の製造法にある。

単量体（Ａ）と重合体（Ｂ）との混合物より形成された
糸条体からの単量体（Ａ）の揮散性は高く、この糸条体
を空気中に放置するとその外周部から単量体が揮散する
ため、得られる光伝送体の屈折率分布の状態を均一にコ
ントロールすることは極めて難しかった。

これに対し、本発明においては光伝送体の屈折率分布を
コントロールするための単量体（Ｃ）のホールド部中へ
、単量体（Ａ）と重合体（Ｂ）との混合物をストランド
として押出し、ホールド部での単量体（Ｂ）との接触時
間をコントロールすること、例えば、ホールド浴の深さ
の調節或゛いは該浴中でのストランドの通過速度を調節
すること等、により単量体（Ｃ）をストランド中へ拡散
せしめ屈折率分布をつけた後、該単量体を重合せしめれ
ばよい。

本発明を実施するに際して用いる重合体（Ｂ）としては
、ポリメチルメタクリレート系ポリマ（ｎｏ　＝　１．
４７〜１．５０　）　、ポリスチレン系ポリマー（ｎｏ
＝１．５０〜１．５８）、ポリ４−メチルペンテン１（
ｎｏ＝１．４６）、ポリカーボネート（ｎｏ　＝１．５
０〜１．５７）等を、単量体（Ａ）としては重合体（Ａ
）と相溶性がありその重合体の屈折率が単量体（Ｃ）の
重合体の屈折率より高いものが好ましく、メチルメタク
リレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメ
タクリレート、アダマンチルメタクリレート等の（メタ
）アクリレート類、スチレン、α−メチルスチレン等を
挙げることができる。

単量体（Ｃ）は本発明によって得られる光伝送体に屈折
率分布を付与するのに重要な成分であり、単量体（Ｃ）
を重合した重合体の屈折率が、単量体（Ａ）の重合体の
屈折率よりも低いものであることが必要である。もし、
単量体（Ｃ）として単量体（Ａ）の重合体の屈折率より
も高屈折率重合体を与える単量体を用いると本発明の目
的とする屈折率分布型光伝送体を作ることができない、
単量体（Ｃ）の具体例としてはパーフルオロアルキル（
メタ）アクリレート類、パーフルオロアルキルフマレー
トＬ　２．２’−ジメチルー１．３−ジオキゾール、パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル類などを挙げること
ができる。

本発明の光伝送体の製造法の一例を示すと第１図のよう
になる。

単量体（＾）と重合体（Ｂ）との混合物をシリンダ（３
）の中に挿入し、ピストン（２）でノズル（４）の孔（
１１）から、上方に向って押出す、ノズル（４）の上に
は重合したのち単量体（Ａ）より屈折率が低くなる単量
体（Ｃ）のホールド部（５）を有し、導入口（６）から
定量的に供給される。ノズルから押出された糸条体の外
周部に単量体（Ｃ）が接触すると、該単量体が糸条体内
部に拡散し、単量体（Ａ）を単量体（Ｃ）及び重合体（
Ｂ）との濃度分布が形成され屈折率分布をもった前駆体
ができる。

次に、活性光線照射部（７）にて前駆体物中の未重合単
量体を重合し、ニップローラ（９）で連続的に目的の光
伝送体（１０）を得る。

このとき、活性光線による重合を容易にする目的で、ガ
ス導入孔（８）より窒素、アルゴンガス等の気体を導入
することが望ましい。

次に実施例により本発明の詳細な説明する。

［実施例］ 実施例１ ベンジルメタクリレート（ポリマーｎゎ＝１．５６）５
０重量部、ポリメチルメタクリレート（ｎＩｌ−１，４
８９、〔η）　−０，３６（ＭＥＫ中２５℃にて測定）
５０重量部、１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケ
トン１重量部の混合物を第１図に示すシリンダ（３）内
に均一に混合してホールド部（１）を挿入し、ピストン
（２）にてノズル（４）の孔（１１〉より押出す、この
ときシリンダ温度は７０°Ｃであった。また２、２．３
．３−テトラフルオロプロピルメタクリレート（ポリマ
ーｎ６＝１．４２３）をその導入口（６）から供給し、
ホールド部（５）に満たす、このときの液温は４０°Ｃ
でノズルから液面までの深さは１０閣であった。モノマ
ーノズルの孔（１１）より押出された糸条体のその外周
より２．２．３．３−テトラフルオロプロピルメタクリ
レートを内部へ拡散せしめた。糸条体は５０°ＣのＮ８
ガスが５４！　／ｗｉｎで流れている活性光線照射部（
７）に導き、２０−のケミカルランプ８本で紫外線を３
分間照射して光重合して直径１■のプラスチック光伝送
体を得た。

この光伝送体の屈折率分布をインターフアコ干渉顕微鏡
で測定したところ中心屈折率が１．４９５、外周部の屈
折率が１．４８０であり、中心から外周部にかけて連続
的に変化していた。

また、この光伝送体を５ＩＩＩｌの長さに、その両端を
研磨し画像を観察したところ、倒立実像が観察された。

実施例２ ベンジルメタクリレート３０重量部、メチルメタクリレ
ート２０重量部、ポリメチルメタクリレート５０重量部
、１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン１重量
部の混合物を実施例１と同様にノズルの孔（１１）から
押出し、導入口（６）からは、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（ポ
リマーｎゎ畷１、４０　）を供給し糸条体中へ該モノマ
ーを拡散せしめた。そのときの液温は３０°Ｃでノズル
から液面までの深さは１１０ｌ１であった。

次に得られた糸条体を５０’ＣのＮｔガスが５ｊ！／１
ｌｌｎで流れている活性光線照射部に導き、２０−のケ
ミカルランプ８本で紫外線を３分間照射して光重合して
直径ｌａｗのプラスチック光伝送体を得た。

この光伝送体の屈折率分布をインターフアコ干渉顕微鏡
で測定したところ中心屈折率が１．４９０、外周部の屈
折率が１．４８０であり、中心から外周部にかけて連続
的に変化していた。

また、この光伝送体を１ｍの長さに、その両端を研磨し
画像を観察したところ、倒立実像が観察された。

実施例３ メチルメタクリレート５０重量部、ポリメチルメタクリ
レート５０重量部、１−ヒドロキシシクロへキシルフェ
ニルケトン１重量部の混合物を用い、また導入口（６）
からは２．２，３．３−テトラフルオロプロピルメタク
リレートを供給し、該モノマーを糸条体中へ拡散せしめ
た。そのときの液温は３５℃でノズルから液面までの深
さは１２−であった・ 次に得られた糸条体を３０°ＣのＮ！ガスが５Ｉ！。

／　ｍ　ｉ　ｎで流れている活性光線照射部に導き、２
０Ｈのケミカルランプ８本で紫外線を３分間照射後、さ
らに低圧水銀灯３本で紫外線を１分間照射して光重合し
て直径Ｉｍのプラスチック光伝送体を得た。

この光伝送体の屈折率分布をインターフアコ干渉顕微鏡
で測定したところ中心屈折率が１．４７５、外周部の屈
折率が１．４６０であり、中心から外周部にかけて連続
的に変化していた。

また、この光伝送体を５１ｍ１の長さに、その両端を研
磨し画像を観察したところ、倒立実像が観察された。

［発明の効果］ 本発明の製造法により、従来技術がかかえていた断続的
な生産工程による不合理性を解決し、連続的で均一な特
性を備えた光伝送体の生産が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラスチック光伝送体の製造法を実施
するための装置の一例を示す模式図である。 ２・・・・ピストン ３・・・・シリンダ ４・・・・ノズル ５・・・・ホールド部 ７・・・・活性光線照射部 ９・・・・ニップローラ １０・・・・光伝送体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単量体（Ａ）と比較的屈折率の高い重合体（Ｂ）との混
   合物を、ノズル面上に設けた、重合した後単量体（Ａ）
   の重合体より屈折率が低くなる単量体（Ｃ）のホールド
   部中にノズルの孔より下から上に向かって押出し、上記
   混合物がファイバー状に賦形されると同時にその外周部
   より単量体（Ｃ）を拡散せしめ、ファイバー内に単量体
   （Ｃ）の濃度分布を形成し、次いで重合することにより
   中心部から外周部にかけて連続的な屈折率分布を与える
   ことを特徴とするプラスチック光伝送体の製造法。