JPH0381705A - プラスチック光伝送体の製造方法 - 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。

［従来の技術及び解決すべき課題］ 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を大別すると、（
１）イオン架橋重合体よりなる合成樹脂棒の中心軸より
その表面に向かって金属イオンを連続的に濃度変化をも
たせるようにしたもの（特公昭４７−２６９１３号）、
伐）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棒を特定の溶剤で処理し、前記合
成樹脂棒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４７−２８０
５９号）（３）２種の屈折率の異なるモノマーを、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するもの（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５２−５８５
７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、重合体よりも低い屈折率
を有する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５７−２９６８２号）等である。　　。

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。

［課題を解決すべき手段］ そ、こで本発明者等は、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と同様な連続的な生産を可能と
する屈折率分布型プラスチック光伝送体の製造方法を見
出すべく検討した結果本発明を完成した。

すなわち本発明の要旨とするところは、重合体（＾）と
溶剤（Ｂ）と重合した後重合体（Ａ）の屈折率より〆屈
折率が高い重合体となる単量体（Ｃ）の混合物を連続的
に円柱状に賦形し、その表面から溶剤（Ｂ）及び単量体
（Ｃ）を揮発させ、あるいは揮発させながら単量体（Ｃ
）を重合する事を特徴とするプラスチック光伝送体の製
造方法にある。

本発明を実施するに際して用いる重合体（Ａ）の例とし
てはポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエ
ステル等の単一重合体、アクリルニトリル−スチレン共
重合体、テトラフルオロエチレンーフフ化ビニリデン共
重合体等の共重合体、或いはポリメチルメタクリレート
とポリフッ化ビニリデン等の単一重合体を２種以上混合
した混合物、テトラフルオロエチレンーフフ化ビニリデ
ン共重合体、メ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共重合体、フェニ
ルメタクリレート−２，２，３，３，４，４，５，５−
オクタフルオロへキサメタクリレート共重合体等の少な
くとも１種との混合物などを用いることができる。

また、溶剤（Ｂ）としては、前記重合体（Ａ）を溶解す
る良溶媒あるいは前記重合体（Ａ）を溶解しない貧溶媒
の単独溶剤系或いは混合溶剤系など種々のものを用いる
ことができ、例えばアセトン、メチルエチルケトン等の
ケトン類、エタノール、メタノール、イソプロピルアル
コール等のアルコール類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素類、エチルセロソルブ、ブチルセ
ロソルブ等をその具体例として挙げることができる。

単量体（Ｃ）も溶剤（Ｂ）と同様に前記重合体（Ａ）を
溶解する良溶媒となるもの、あるいは前記重合体（Ａ）
を溶解しない貧溶媒となるもの、等を単独で或いは２種
以上併用したもののいずれでも良い、しかしながら重合
体（Ａ）を溶剤（Ｂ）と単量体（Ｃ）よりなる混合物を
均一溶液状態に混合する為には重合体（Ａ）に対し良溶
媒となる成分が溶剤（Ｂ）と単量体（Ｃ）との総量中５
０ｍｏ１％以上好ましくは６５ｍｏ１％以上、さらに好
ましくは８０＊ｏ１％以上存在するものを用いるのが良
い。

本発明を実施するに際して用いる溶剤（Ｂ）は前述した
如き有機溶剤、水、オイル類等特に限定されるものでは
ない、単量体（Ｃ）−としては前述した如き特性を備え
ていれば単官能単量体、多官能単量体等のいずれも用い
ることができ、例えばメチル（メタ）アクリレート、エ
チル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリ
レート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシ
ル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリ
レート、フルフリル（メタ）アクリレート等のメタアク
リレート類、スチレン、アルキレングリコールジ（メタ
）アクリレート、ビスフェノールＡ−ジ（メタ）アクリ
レート、トリメチロールプロパントリ　（メタ）アクリ
レート、ペンタエリスリトールジ（メタ）ない。

次に本発明のプラスチック光伝送体の製造方法の一例を
図面により説明する。

第１図は本発明の光伝送体の製造するのに好適に用いう
る装置の一例の断面図である。

まず重合体（Ａ）と溶剤（Ｂ）と単量体（Ｃ）とをシリ
ンダ（１）に仕込み、ヒーター（３）で２０〜９０℃程
度に加熱して溶解しながら、ピストン（４）で定量的に
押し出し、混練部（２）で均質に混合した後、ノズル（
５）より押出して底形し、ストランドファイバ（６）を
得る０次に、ストランドファイバ（６）は揮発部（７）
に導かれ、ガス導入孔（９〉より導入された空気、窒素
、アルゴン等のガスにより溶剤（Ｂ）及び単量体（Ｃ）
がストランドファイバ（６）の表面より揮発し、その内
部に溶剤（Ｂ）及び単量体（Ｃ）の連続的な濃度分布が
生ずる。

その濃度分布を、目的に応じて、ストランドファイバの
太さ、吐出量、引き取り速度、揮発部での滞在時間と揮
発部の温度、ガス流量等によりコントロールした後、活
性光線照射部（８）に導き、残存している単量体を光照
射により重合固化せしめて重合体（Ｂ）とし、ニップロ
ーラ（１０）を経て巻取ドラム（１１）に巻取り、目的
の光伝送体（１２）を連続的に得るものである。

なお、本発明法において光照射する時期は、上述のよう
に揮発部の後でもよいが、条件設定が可能であれば揮発
と光照射を同時に行ってもよい、また、揮発は空気ある
いは窒素、アルゴン等の不活性ガスの気流で行なっても
よいし、減圧下に行なうことも可能である。さらに、光
伝送体（１２）の残留溶剤及び残留単量体をさらに少な
くするために、光照射部の後に熱重合部を設定してもよ
いし、ポリマーのｔｇ以上の加熱下にさらに光照射を行
なうことも有効である。

また、本発明において光重合を促進するために、従来公
知の光重合開始剤、あるいは促進剤、増感剤を添加併用
することは有効な手段である。

さらに組成物の貯蔵安定性を高めるため、および組成物
を繊維状などに底形するときの粘度変化、即ち熱重合を
防止するために、従来公知の熱重合禁止剤を用いること
が好ましい。

このようにして得られた組成物は、ｌＯＯ℃程度の温度
では熱重合反応は起さないが、均質な光伝送体を得るた
めには、組成物を十分に均質に混練する必要がある。

混線操作には、従来公知の混線装置が使用できる。また
、直径が０．５〜５■φ程度の繊維状の光伝送体を得る
には、特にこのＭｉ底物の押出温度での粘度が重要であ
り、１　、０００〜１００，０００ポイズ、好ましくは
ｓ、ｏｏｏ〜ｓｏ、ｏｏｏポイズの粘度範囲にあること
が好ましい。

本発明を実施するに際して用いることのできる活性光線
の光源としては、１５０〜６００ｎ−の波長の光を放出
する炭素、アーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧
水銀灯、ケミカルランプ、キセノンランプ、レーザー光
等が使用できる。また場合によっては電子線を照射して
重合させても差支えない、さらに重合を完結させるため
、あるいは残留溶剤及び残留単量体をできるだけ少なく
するために、光照射を二段階にする、あるいは熱重合と
併用することが有効である０重合に引き続いて残留単量
体骨を熱風等により乾燥してもよい０本発明の光伝送体
に残留している溶剤及び単量体は出来るだけ少ないこと
が好ましく、５重量％以下、さらには３重量％以下、さ
らに好ましくは１．５重量％以下であり、これは上述の
方法により達成することが可能である。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

［実施例］ 実施例１ テトラフルオロエチレンーフフ化ビニリデン共重合体（
共重合比２０：８０）６０ＩＣ量部、メチルメタクリレ
ート３０重量部、イソプロピルアルコールｌ０ＩＣ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
部を第１図に押出す、こうしてストランドファイバを得
たのち、このストランドファイバ（６）を７０°ＣのＮ
ｔガスが５ｆｆｉ／ｗｉｎで流れている保温筒（７）に
導き３分後に４０−の理化学用蛍光灯８本で１０分間照
射し、光重合し直径１０００μのプラスチック光伝送体
を得た。このプラスチック光伝送体をカールツアイス社
製の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１．４７１、外周部の屈折率が１．４６２であり
、中心から外周にかけて連続的に変化していた。

実施例２ テトラフルオロエチレンーフフ化ビニリデン共重合体４
０重量部、アセトン１０重量部、フェニルメタクリレー
ト２５重量部、メチルメタクリレート３５重量部、１−
ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン１重量部を実
施例１と同様に保温筒に導き、５分後に４０Ｈの理化学
用蛍光灯８本で紫外線を５分間照射し、光重合し直径１
．０−のプラスチック光伝送体を得た。

このプラスチック光伝送体を実施例１と同様に測定した
ところ中心屈折率が１．５２８、外周部の屈折率が１．
４８８であり、中心から外周部にかけて連続的に変化し
ていた。

［発明の効果］ 本発明の製造方法により、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、連続的な光伝送体
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方法を実
施するための装置の一例を示す模式％式％

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重合体（Ａ）、溶剤（Ｂ）及び重合した後重合体（Ａ）
   の屈折率よりも屈折率が高い重合体となるような単量体
   （Ｃ）の混合物を連続的に円柱状に賦形し、その表面か
   ら溶剤（Ｂ）及び単量体（Ｃ）を揮発させ、あるいは揮
   発させながら、単量体（Ｃ）を重合する事を特徴とする
   プラスチック光伝送体の製造方法。