JPH0614125B2 - Method for manufacturing synthetic resin optical transmitter - Google Patents

Method for manufacturing synthetic resin optical transmitter

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JPH0614125B2
JPH0614125B2 JP58212190A JP21219083A JPH0614125B2 JP H0614125 B2 JPH0614125 B2 JP H0614125B2 JP 58212190 A JP58212190 A JP 58212190A JP 21219083 A JP21219083 A JP 21219083A JP H0614125 B2 JPH0614125 B2 JP H0614125B2
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liquid
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浩一 前田
元昭 吉田
裕一 青木
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【発明の詳細な説明】 本発明は屈折率分布を有する合成樹脂光伝送体を製造す
る方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a synthetic resin optical transmission medium having a refractive index distribution.

光伝送体として、中心軸からの距離の二乗に比例して減
少する屈折率の分布を有する透明棒状体が知られてい
る。この透明棒状体は凸レンズ作用を有し、またその屈
折率分布は(1)式で近似される。
As a light transmission body, a transparent rod-shaped body having a refractive index distribution that decreases in proportion to the square of the distance from the central axis is known. This transparent rod has a convex lens function, and its refractive index distribution is approximated by the equation (1).

(式中、n(r)は中心軸からの距離rの点における屈
折率、Noは中心軸における屈折率、Aは正の定数をそれ
ぞれ表わす。) このような透明棒状体中を光束は蛇行して伝播し、その
周期Lは(2)式で表わされる。
(In the formula, n (r) represents the refractive index at the point of distance r from the central axis, No represents the refractive index in the central axis, and A represents a positive constant.) A light beam meanders in such a transparent rod. And propagates, and its period L is expressed by equation (2).

また、(3)式で近似されるように、中心からの距離の2
乗に比例して増大する屈折率分布を有する場合には、透
明棒状体は凹レンズ作用を有する光伝送体となる。
Also, as approximated by equation (3), the distance from the center is 2
When the transparent rod-shaped body has a refractive index distribution that increases in proportion to the power, the transparent rod-shaped body becomes an optical transmission body having a concave lens function.

(式中、n(r)およびNoは前記に同じであり、Bは正
の定数である。) このような屈折率分布を有する合成樹脂光伝送体の製造
方法は、特公昭52-5857号公報、特開昭51-16394号公
報、特公昭56-37521号公報、特願昭57-43354号などに記
載されている。
(In the formula, n (r) and No are the same as described above, and B is a positive constant.) A method for producing a synthetic resin optical transmission body having such a refractive index distribution is disclosed in JP-B-52-5857. It is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-16394, Japanese Patent Publication No. 56-37521, Japanese Patent Application No. 57-43354, and the like.

特公昭52-5857号公報および特開昭51-16394号公報に記
載された方法では、まず網状重合体Paを生成する架橋性
単量体Maを液体状態から流動性を失ったゲル状態になる
まで初期重合させて透明なゲル状母材を形成する。次い
で、この母材を単量体Maとは異なる単量体Mbからなる液
相中に浸漬して、母材がその表面から内部に向かって次
第に減少するような単量体Mbの濃度勾配を持つように、
単量体Mbを拡散させる。このとき、単量体Mbとしては、
網状重合体Paの屈折率とは異なる屈折率を有する重合体
Pbを生成する単量体を用いる。単量体Mbは拡散と同時に
および/または拡散後の熱処理工程中に重合し、またこ
の時、単量体Maの重合も完結する。このようにして、特
公昭52-5857号公報及び特開昭51-16394号公報に記載さ
れた方法では、所望の屈折率分布を有する合成樹脂光伝
送体を得るようにしている。
In the methods described in JP-B-52-5857 and JP-A-51-16394, first, the crosslinkable monomer Ma that forms the network polymer Pa is changed from a liquid state to a gel state in which the fluidity is lost. To form a transparent gel-like base material. Next, this base material is immersed in a liquid phase composed of a monomer Mb different from the monomer Ma, and a concentration gradient of the monomer Mb is such that the base material gradually decreases from its surface toward the inside. To have,
Diffuse the monomer Mb. At this time, as the monomer Mb,
Polymer having a refractive index different from that of the network polymer Pa
A monomer that produces Pb is used. The monomer Mb is polymerized simultaneously with the diffusion and / or during the heat treatment step after the diffusion, and at this time, the polymerization of the monomer Ma is also completed. Thus, in the methods disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-5857 and Japanese Patent Publication No. 51-16394, a synthetic resin optical transmission body having a desired refractive index distribution is obtained.

ところが上述した方法では、母材を液状の単量体Mb中に
浸漬させて母材表面と液状の単量体Mbとを直接接触させ
るために、いくつか不利な点があった。例えば、単量体
Mbの拡散と重合とを同時に行うような場合には、浸漬温
度を比較的高温にするため、および母材中に通常含有さ
れている重合開始剤が浸漬時間の経過と共に液相に溶出
するため、液相中でも単量体Mbの重合が徐々に起って粘
稠になる。その結果、拡散を終えて母材を液相中から取
り出す際に、このようにして形成された粘稠層が母材表
面に付着したまま取り出されてしまう。そして重合を完
結させるために行う熱処理工程中に、この粘稠層から単
量体Mbが浸出して母材内に拡散し、得られる光伝送体の
外周部付近における屈折率の好ましくない歪みを増大さ
せる原因となる。しかしながら、一方、液相での単量体
Mbの重合を抑制するために重合禁止剤を加えておくと、
これが単量体Mbの拡散と同時に母材中に拡散して熱処理
工程における重合完結を阻害する。
However, the above-mentioned method has some disadvantages because the base material is immersed in the liquid monomer Mb to bring the surface of the base material into direct contact with the liquid monomer Mb. For example, monomer
When Mb diffusion and polymerization are performed at the same time, the immersion temperature is set to a relatively high temperature, and the polymerization initiator normally contained in the base material elutes in the liquid phase with the lapse of immersion time. In the liquid phase, the polymerization of the monomer Mb gradually occurs and becomes viscous. As a result, when the base material is taken out of the liquid phase after finishing the diffusion, the viscous layer thus formed is taken out while being attached to the surface of the base material. Then, during the heat treatment step performed to complete the polymerization, the monomer Mb is leached from this viscous layer and diffused into the base material, which causes an undesired distortion of the refractive index in the vicinity of the outer periphery of the obtained optical transmission body. Cause increase. However, on the other hand, the monomer in the liquid phase
If a polymerization inhibitor is added to suppress the polymerization of Mb,
This diffuses into the base material at the same time as the diffusion of the monomer Mb, and hinders the completion of polymerization in the heat treatment step.

また、単量体Mbの拡散後に重合させるような場合は比較
的低い浸漬温度ですむが、この場合には拡散した単量体
Mbが熱処理工程中に母材の外周部から蒸発するため、や
はり外周部付近の屈折率分布に好ましくない歪みを増大
させる原因となる。
Further, in the case of polymerizing after the diffusion of the monomer Mb, a relatively low immersion temperature is required, but in this case, the diffused monomer is
Since Mb evaporates from the outer peripheral portion of the base material during the heat treatment step, this also causes an increase in undesirable strain in the refractive index distribution near the outer peripheral portion.

特開昭54-119939号公報及び特願昭57-43354に記載され
た方法は上述の方法を改良して外周部付近での屈折率分
布の歪みを回避しようとするものである。上記文献記載
方法によれば、単量体Mbの拡散を気相中又は霧化状態で
行っている。すなわち、単量体Mbの蒸気及び霧化雰囲気
中に母材を所定時間配置して単量体Mbを母材中に拡散さ
せ、この拡散と同時に単量体Mbを一部重合させ、最後に
熱処理によって重合を完結させるようにしている。この
方法では、母材は液相の単量体Mbとでなく、気相あるい
は霧化状態の単量体Mbと接触するので次のような利点が
ある。
The methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-119939 and Japanese Patent Application No. 57-43354 are intended to improve the above-mentioned method to avoid the distortion of the refractive index distribution near the outer peripheral portion. According to the method described in the above document, the diffusion of the monomer Mb is performed in the gas phase or in the atomized state. That is, the base material is placed in the vapor and atomizing atmosphere of the monomer Mb for a predetermined time to diffuse the monomer Mb into the base material, and at the same time as this diffusion, the monomer Mb is partially polymerized, and finally. Polymerization is completed by heat treatment. In this method, the base material is not in contact with the liquid-phase monomer Mb, but is in contact with the gas-phase or atomized monomer Mb, and therefore has the following advantages.

(1)母材の表面に余分の単量体Mbが付着しない。故に、
熱処理工程中に付着した単量体Mbが母材の表面から内部
へ拡散することがない。また、拡散を高温で行うから単
量体Mbは母材内部に拡散しつつ重合して固定化する。そ
こで、熱処理工程中に単量体Mbが母材の外周部から蒸発
することもない。したがつて、外周部での屈折率の歪み
が少くかつ所期の屈折率分布を広い範囲で有する光伝送
体が得られる。
(1) Extra monomer Mb does not adhere to the surface of the base material. Therefore,
The monomer Mb attached during the heat treatment step does not diffuse from the surface of the base material to the inside. Further, since the diffusion is performed at a high temperature, the monomer Mb is polymerized and immobilized while diffusing inside the base material. Therefore, the monomer Mb does not evaporate from the outer peripheral portion of the base material during the heat treatment step. Therefore, it is possible to obtain an optical transmission body in which the distortion of the refractive index at the outer peripheral portion is small and the desired refractive index distribution is wide.

これらの方法で(1)式及び(2)式で近似される屈折率分布
を有する合成樹脂光伝送体を製造する場合、全体に周辺
まで収差の小さい合成樹脂光伝送体を製造するには、種
々の条件、例えば拡散温度拡散時間などを更に気相また
は霧化状態などで単量体Mbを拡散させる場合は、各々気
相濃度、霧化濃度などを細かく制御する必要があり、極
めて難しい。
In the case of manufacturing a synthetic resin optical transmission medium having a refractive index distribution approximated by formulas (1) and (2) by these methods, in order to produce a synthetic resin optical transmission medium with small aberrations to the entire periphery, When the monomer Mb is further diffused under various conditions such as diffusion temperature diffusion time in the vapor phase or atomized state, it is extremely difficult to finely control the vapor phase concentration, the atomized concentration, and the like.

そこで本発明では、種々の条件を細かく制御するかわり
に単量体Mbを前記単量体Maを一部重合させた透明ゲル状
母材に拡散させた後、屈折率の異なる単量体Mc,Md・・
・Mn前記透明ゲル状母材の転化率が上昇するにつれて拡
散させ、周辺領域での屈折率分布を補正して全体的に収
差の少ない合成樹脂光伝送体を製造するものである。
Therefore, in the present invention, instead of finely controlling various conditions, the monomer Mb is diffused into a transparent gel-like matrix in which the monomer Ma is partially polymerized, and then the monomer Mc having a different refractive index, Md ...
-Mn Diffuses as the conversion rate of the transparent gel base material rises, corrects the refractive index distribution in the peripheral region, and manufactures a synthetic resin optical transmission body with little aberration.

本発明を詳細に説明すると、周辺まで屈折率分布を精密
制御するために、前記透明ゲル状母材に重合体(共重合
体を含む)Pb(その屈折率をNbとしNa>Nbである)を形
成する1種又は複数種の単量体Mbを拡散しつつ重合させ
た後、周辺部の屈折率分布を補正する目的で母材の平均
重合転化率がP1%に達した時点で重合体(共重合体を含
む)Pc(その屈折率をNcとし、Nb≠Ncである)を形成す
る1種又は複数種の単量体Mcを拡散させつつ重合させ
る。更に母材の平均重合転化率がP2(P2>P1)%達した時
点で重合体(共重合体を含む)Pd(その屈折率をNbとし
Nc≠Ndである)を形成する1種又は複数種の単量体Mdを
拡散しつつ重合させるというようにできるだけ収差の小
さい屈折率分布が形成されるまで何回となく母材の平均
重合転化率Pk(k=1,2,3・・・n)が増大して行くに従って重
合体(共重合体を含む)を形成した時の屈折率が、それ
以前に拡散させつつ重合させたすべての単量体と異なる
た単量体を拡散させつつ重合体させるという方法であ
る。
To explain the present invention in detail, in order to precisely control the refractive index distribution up to the periphery, a polymer (including a copolymer) Pb (where the refractive index is Nb and Na> Nb) is added to the transparent gel matrix. After polymerizing one or more types of monomer Mb that form the polymer while diffusing, when the average polymerization conversion rate of the base material reaches P 1 % for the purpose of correcting the refractive index distribution in the peripheral part, Polymerization is carried out while diffusing one or a plurality of types of monomers Mc forming a Pc (including a copolymer) Pc (whose refractive index is Nc and Nb ≠ Nc). Further, when the average polymerization conversion rate of the base material reaches P 2 (P 2 > P 1 )%, the polymer (including the copolymer) Pd (its refractive index is Nb
Nc ≠ Nd) The average polymerization conversion of the base material is repeated several times until a refractive index distribution with as small an aberration as possible is formed, for example, by polymerizing one or more kinds of monomers Md that form Nd. As the index Pk (k = 1,2,3 ... n) increases, the refractive index when a polymer (including a copolymer) is formed is It is a method of polymerizing while diffusing a monomer different from the monomer.

この場合、上記母材の平均重合転化率Pk(k=1,2,3・・・n)
の範囲は10%<Pk<80%とするのが望ましい。すなわち
Pkが10%以下ではゲルロットの形状を安定して保持する
ことが困難になり、またPkが80%以上では単量体のゲ
ルロッド内への拡散に極めて長時間を要し、実用的でな
くなる。より好ましいPkの範囲は30%ないし60%で
ある。またPkとPk+1の間隔があまり小さいと異種単量
体追加拡散による分布修正効果が薄れるので、上記間隔
は10%以上とることが望ましい。
In this case, the average polymerization conversion rate Pk of the base material (k = 1,2,3 ... n)
The range of 10% <Pk <80% is desirable. Ie
When Pk is 10% or less, it becomes difficult to stably maintain the shape of the gel lot, and when Pk is 80% or more, it takes an extremely long time to diffuse the monomer into the gel rod, which is not practical. A more preferable Pk range is 30% to 60%. Further, if the distance between Pk and Pk + 1 is too small, the distribution correction effect due to the additional diffusion of the different kinds of monomers will be weakened.

この発明の方法で、当初には母材ロッドに拡散させる単
量体Mbに続いて拡散させる単量体Mc,Md・・は必らずしも
全て異種の単量体を使用する必要はなく、直前に拡散さ
せた単量体と相違していれば場合によっては先の段階で
使用した単量体を再度拡散させるようにしてもよい。
In the method of the present invention, the monomers Mb to be diffused into the base material rod initially and the monomers Mc and Md to be diffused subsequently do not necessarily need to use all different kinds of monomers. However, if different from the monomer diffused immediately before, the monomer used in the previous step may be diffused again in some cases.

この発明の方法において、単量体Maとしては重合して透
明で屈折率がNaの網状重合体Paを生成することができる
単量体が使用されるが、この単量体は単一の単量体であ
っても複数種の単量体の混合物であってもよい。このよ
うな単量体Maとしては、アリル基、アクリル酸基、メタ
クリル酸基およびビニル基のような二重結合を含む基を
それぞれ2個以上有するかこれらのうちの2種類以上を
同時に有する単量体が好適である。次に単量体Maの具体
例を挙げる。
In the method of the present invention, a monomer capable of being polymerized to form a network polymer Pa having a transparent and refractive index of Na is used as the monomer Ma, but this monomer is a single monomer. It may be a monomer or a mixture of plural kinds of monomers. Such a monomer Ma has at least two groups each having a double bond, such as an allyl group, an acrylic acid group, a methacrylic acid group and a vinyl group, or a monomer having at least two of them at the same time. A monomer is preferred. Next, specific examples of the monomer Ma will be given.

(1)、アリル化合物およびその混合物。(1), allyl compounds and mixtures thereof.

フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、テレフタル
酸ジアリル、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ート等のジアリルエステル;トリメリト酸トリアリル、
リン酸トリアリル、亜リン酸トリアリル等のトリアリル
エステル;メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル等の
不飽和酸アリルエステル。
Diallyl esters such as diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl terephthalate, and diethylene glycol bisallyl carbonate; triallyl trimellitate,
Triallyl esters such as triallyl phosphate and triallyl phosphite; unsaturated acid allyl esters such as allyl methacrylate and allyl acrylate.

(2)、R1-R2-R3で表わされる化合物およびその混合物。(2), compounds represented by R 1 -R 2 -R 3 and mixtures thereof.

R1およびR3がいずれもビニル基、アクリル酸基、ビニル
エステル基、またはメタクリル酸基である化合物;R1
よびRのいずれか一方がビニル基、アクリル酸基、メ
タクリル酸基およびビニルエステル基の4つの基のうち
のいずれかであり、他方が残りの3つの基のうちいずれ
かである化合物。
A compound in which R 1 and R 3 are both a vinyl group, an acrylic acid group, a vinyl ester group, or a methacrylic acid group; one of R 1 and R 3 is a vinyl group, an acrylic acid group, a methacrylic acid group, and a vinyl ester. A compound wherein any of the four groups in the group is the other and the other is the remaining 3 groups.

ここでR2は以下に示される2価の基のうちから選択でき
る。
Here, R 2 can be selected from the divalent groups shown below.

(3)、上記(1)と(2)の単量体の混合物、またはモノビニ
ル化合物、ビニルエステル類、アクリル酸エステル類お
よびメタクリル酸エステル類の5種のうちの少なくとも
1種と上記(1)または(2)の単量体(またはその混合物)
との混合物。
(3), a mixture of the monomers of (1) and (2) above, or at least one of five kinds of monovinyl compounds, vinyl esters, acrylic acid esters and methacrylic acid esters and the above (1) Or (2) monomer (or mixture thereof)
Mixture with.

この発明において、単量体Mb,Mc,Md・・・Mnとしてはそ
れが重合した時に、上記屈折率Naよりも大きいかまたは
小さい屈折率Nb,Nc,Nd・・・Nnを有する透明な重合体P
b,Pc,Pd・・・Pnを形成するものが選ばれる。この単量体
Mb,Mc,Md・・・Mnは単一の単量体であっても、複数種の単
量体の混合物であってもよい。重合体Pb,Pc,Pd・・Pnは
網状重合体および線形重合体のいずれであってもよい。
屈折率Nbが屈折率Naよりも小さい場合、得られる光伝送
体は上記(1)式で表わされるような屈折率分布が形成さ
れた凸レンズ作用を有するものとなる。逆に、屈折率Nb
が屈折率Naよりも大きい場合には、上記(3)式で表わさ
れる屈折率分布で凹レンズ作用を有する光伝送体が得ら
れる。これらの屈折率の差(|Na−Nb|)は0.00以上であ
るのが好ましく、この差が小さすぎると所望の屈折率勾
配が得られない。また、単量体Mb,Nc,Nd・・・Nnは、特
に気相拡散させる場合、比較的高い蒸気圧を有するもの
であるのが好ましく、例えば拡散温度において5mmHg
よりも高い飽和蒸気圧を有するのが好ましい。このよう
な単量体Mb,Nc,Nd・・・Nnの例としては、スチレン、メ
タクリル酸エステル、アクリル酸エステル、酢酸ビニ
ル、塩化ビニル、アクリロニトリル、ブタジエンおよび
これらの混合物が挙げられる。
In the present invention, the monomers Mb, Mc, Md ... Mn are transparent polymers having a refractive index Nb, Nc, Nd ... Nn larger or smaller than the above refractive index Na when they are polymerized. Coalescing P
Those that form b, Pc, Pd ... Pn are selected. This monomer
Mb, Mc, Md ... Mn may be a single monomer or a mixture of plural kinds of monomers. The polymers Pb, Pc, Pd ... Pn may be either network polymers or linear polymers.
When the refractive index Nb is smaller than the refractive index Na, the obtained optical transmission body has a convex lens function in which the refractive index distribution represented by the above formula (1) is formed. On the contrary, the refractive index Nb
When is larger than the refractive index Na, an optical transmission body having a concave lens action with the refractive index distribution represented by the above formula (3) can be obtained. The difference between these refractive indexes (| Na-Nb |) is preferably 0.00 or more. If this difference is too small, the desired refractive index gradient cannot be obtained. Further, the monomers Mb, Nc, Nd ... Nn preferably have a relatively high vapor pressure, especially when vapor-phase diffusion is performed, and for example, at a diffusion temperature of 5 mmHg.
It is preferable to have a higher saturated vapor pressure than. Examples of such monomers Mb, Nc, Nd ... Nn include styrene, methacrylic acid ester, acrylic acid ester, vinyl acetate, vinyl chloride, acrylonitrile, butadiene and mixtures thereof.

特に、低色収差の合成樹脂光伝送体を製造するに適した
単量体Maと単量体Mb,Nc,Nd・・・Nnとの組合せとして
は、次のようなものが例示できる。
In particular, as a combination of the monomer Ma and the monomers Mb, Nc, Nd ... Nn suitable for manufacturing a synthetic resin optical transmission body having low chromatic aberration, the following can be exemplified.

(a)、Maとしてジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート、またはこれとフタル酸ジアリル、イソフタル酸
ジアリル、安息香酸ビニルもしくはスチレンとの混合物
(ただし、この混合物中のジエチレングリコールビスア
リルカーボネートの量は50重量%以上であるのが好ま
しく、より好ましくは70重量%以上である)。Mb,N
c,Nd・・・Nnとして、化合物(A): 〔式中、Xは水素原子またはメチル基、Yはフエニル
基、メチルフエニル基、ビニル基、i-プロピル基、i−
ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、 および からなる群から選ばれた基を表わす。〕 で表わされる化合物またはその混合物。
(a), Ma as diethylene glycol bisallyl carbonate, or a mixture thereof with diallyl phthalate, diallyl isophthalate, vinyl benzoate or styrene (provided that the amount of diethylene glycol bisallyl carbonate in this mixture is 50% by weight or more) Is preferable, and more preferably 70% by weight or more). Mb, N
As c, Nd ... Nn, the compound (A): [In the formula, X is a hydrogen atom or a methyl group, Y is a phenyl group, a methylphenyl group, a vinyl group, an i-propyl group, an i-
Butyl group, s-butyl group, t-butyl group, and Represents a group selected from the group consisting of ] The compound or its mixture represented by these.

(b)、Maとしてジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネート、またはこれとアクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、メタクリル酸n−ブチルもしくはメタクリル酸t
−ブチルとの混合物(ただし、この混合物中のジエチレ
ングリコールビスアリルカーボネートの量は10重量%
以上であるのが好ましい)。Mb,Nc,Nd・・・Nnとして、
化合物(B) 〔式中、Xは水素原子またはメチル基であり、Yは−(C
F2)iF(i=1〜6)、−CH2(CF2)iH(j=1〜8)、−CH2CH2OCH
2CF3 −(CH2CH2O)kCF2CF2H(k=1〜4)、−(CH2CH2OCH2(CF2)lF
(l=1〜6)、 −(CH2(CF2)mO(CF2)nF(m=1〜2、n=1〜4)から成る群よ
り選ばれた基を表わす。〕 で表わされるメタクリル酸またはアクリル酸の含フツ素
アルコールエステルや、上記一般式(B)においてYが−S
i(OC2H5)である化合物(C)。
(b), diethylene glycol bisallyl carbonate as Ma, or methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl methacrylate or t methacrylate
-Mixture with butyl (provided that the amount of diethylene glycol bisallyl carbonate in this mixture is 10% by weight)
The above is preferable). As Mb, Nc, Nd ... Nn,
Compound (B) [In the formula, X is a hydrogen atom or a methyl group, and Y is-(C
F 2 ) i F (i = 1 to 6), -CH 2 (CF 2 ) iH (j = 1 to 8), -CH 2 CH 2 OCH
2 CF 3 − (CH 2 CH 2 O) k CF 2 CF 2 H (k = 1 to 4), − (CH 2 CH 2 OCH 2 (CF 2 ) lF
(l = 1~6), - with (CH 2 (CF 2) m O (CF 2) represents the n F (m = 1~2, n = 1~4) a group selected from the group consisting of]. Methacrylic acid or fluorinated alcohol alcohol ester of acrylic acid represented, or Y in the general formula (B) is -S.
A compound (C) which is i (OC 2 H 5 ) 3 .

(C)、単量体Maとしてジエチレングルコールビスアリル
カーボネートと上記化合物(B)または(C)との混合物(た
だし、この混合物中のジエチレングリコールビスアリル
コーボネートの量は10重量%以上であるのか好まし
い)。単量体Mb,Nc,Nd・・・Nnとして上記化合物(A)。
(C), a mixture of diethylene glycol bisallyl carbonate as the monomer Ma and the above compound (B) or (C) (however, the amount of diethylene glycol bisallyl cobonate in this mixture is preferably 10% by weight or more) ). The above compound (A) as monomers Mb, Nc, Nd ... Nn.

以下本発明方法を第1図に示す合成樹脂光伝送体の製造
装置に適用した一実施例につき図面を参照しながら説明
する。
An embodiment in which the method of the present invention is applied to a synthetic resin optical transmission device manufacturing apparatus shown in FIG. 1 will be described below with reference to the drawings.

第1図に示すように、拡散処理装置(31)は、拡散手段と
しての拡散管(32)と単量体ガス発生手段としての一対の
単量体ガス発生気(33A),(33B)から成っている。単量体M
aを一部重合させてロッド状に形成した透明ゲル物体(3
4)は、上記拡散管(32)を拡散室(43)内にロッド支持部材
(10)により垂直姿勢で支持されている。また、拡散管(3
2)の下部には導出口(39)が設けてあり、この導出口(39)
に取り付けられている排気管(40)の他端には真空ポンプ
(41)が設けられている。なお上記排気管(40)の途中には
コールドトラップ(42)が取り付けられている。そして拡
散室(43)は上記真空ポンプ(41)によって、上記排気管(4
0)及び間隔(44)を通して排気されるようになっている。
また拡散室(43)の外周部は、入り口(45)から入って出口
(46)から出る温水(47)によって温められていて、この拡
散室(43)を所定温度に維持し得るようになっている。
As shown in FIG. 1, the diffusion treatment device (31) comprises a diffusion pipe (32) as a diffusion means and a pair of monomer gas generation gas (33A), (33B) as a monomer gas generation means. Made of Monomer M
Transparent gel object (3
4) is a rod support member in which the diffusion pipe (32) is placed in the diffusion chamber (43).
It is supported in a vertical position by (10). In addition, the diffusion tube (3
There is an outlet (39) at the bottom of 2), and this outlet (39)
At the other end of the exhaust pipe (40) attached to
(41) is provided. A cold trap (42) is attached in the middle of the exhaust pipe (40). Then, the diffusion chamber (43) is connected to the exhaust pipe (4) by the vacuum pump (41).
It is intended to be exhausted through 0) and the interval (44).
The outer periphery of the diffusion chamber (43) enters through the entrance (45) and exits.
The diffusion chamber (43) can be maintained at a predetermined temperature by being warmed by the hot water (47) coming out of the (46).

さらに、拡散室(32)の上部には導管(48)(49)がそれぞれ
取り付けられている。この導管(48)の途中にはバルブ(5
0)が設けられていて、このバルブ(50)を開けた状態で導
管(48)の一端から供給される窒素ガスを、上記導管(48)
呼び間隙(51)を通して拡散室(43)内に導入し得るように
なっている。また導管(49)の途中にはバルブ(53)が設け
られていて、このバルブ(53)を開けた状態で導管(49)の
他端に連結されている単量体ガス発生器(33A)から供給
される単量体ガスを、導管(49)、導入口(54)及び間隙(5
5)を通して拡散室(43)内に導入し得るようになってい
る。なお拡散管(32)の上部及び下部には温度計(76)(77)
(78)がそれぞれ取り付けられていて、各部の温度を測定
し得るようになっている。
Further, conduits (48) (49) are attached to the upper part of the diffusion chamber (32). In the middle of this conduit (48) is a valve (5
0) is provided, nitrogen gas supplied from one end of the conduit (48) with the valve (50) opened is
It can be introduced into the diffusion chamber (43) through the nominal gap (51). Further, a valve (53) is provided in the middle of the conduit (49), and the monomer gas generator (33A) connected to the other end of the conduit (49) with the valve (53) opened. The monomer gas supplied from the conduit (49), the inlet (54) and the gap (5
It can be introduced into the diffusion chamber (43) through 5). A thermometer (76) (77) is installed above and below the diffusion tube (32).
Each (78) is attached so that the temperature of each part can be measured.

一方、単量体ガス発生器(33A)の上部には、拡散させる
べき単量体Mbを供給するための供給管(56)が取り付けら
れていて、この供給管(56)と途中に設けられているバル
ブ(57)を開けた状態で、供給管(56)の上端の供給口(56
a)から貯留室(58)内に単量体Mbを供給し得るようになっ
ている。なお貯留室(58)の外周には冷却管(59)が設けら
れていてこの冷却管(59)の中を流されてい冷却水によっ
てこの貯留室(58)を、例えば10〔℃〕程度に冷却し得
るようになっている。また貯留室(58)の底部には管(60)
が取り付けられていて、この管(60)の途中に設けられて
いるバルブ(61)を開けた状態で貯留室(58)内の単量体Mb
を、管(60)の先端(60a)から第一の容器として貯留器(6
2)内に供給し得るようになっている。この貯留容器(62)
は、外周に設けられている冷却管(63)の中を流されてい
る冷却水によって、例えば10〔℃〕程度に維持される
ようになっている。
On the other hand, a supply pipe (56) for supplying the monomer Mb to be diffused is attached to the upper part of the monomer gas generator (33A), and is provided in the middle of this supply pipe (56). Valve (57) open, open the supply port (56) at the top of the supply pipe (56).
The monomer Mb can be supplied from a) into the storage chamber (58). A cooling pipe (59) is provided on the outer periphery of the storage chamber (58), and the storage chamber (58) is flowed through the cooling pipe (59) to keep the storage chamber (58) at a temperature of, for example, about 10 [° C]. It can be cooled. There is also a pipe (60) at the bottom of the storage chamber (58).
Of the monomer Mb in the storage chamber (58) with the valve (61) provided in the middle of the pipe (60) open.
From the tip (60a) of the pipe (60) as the first container (6
2) can be supplied within. This Reservoir (62)
Is maintained at, for example, about 10 [° C.] by the cooling water flowing through the cooling pipe (63) provided on the outer periphery.

さらにこの貯留容器(62)は導管(64)(65)(66)によって、
第2の容器としての貯留容器(67)と連結されている。導
管(65)の途中にはポンプ(68)が設けられていて、このポ
ンプ(68)によっては例えば貯留容器(67)内の量体Mbの液
を貯留容器(62)内に移送し得るようになっている。また
貯留容器(67)は、外周に設けられているヒータ(69)に通
電することによって30〜100℃程度に加熱し得るように
もなっている。なお単量体Mbとしは例えばポリフルオル
エチレメタクリレート(3FMA)を用いる場合には、上記
貯留容器(67)を70〜80℃に加熱すればよい。さらにこの
貯留容器(67)内には、その先端が単量体Mb(70)中に位置
している不活性ガス供給手段としてのバルブ発生器(71)
が設けられていて、このバルブ発生器(71)にバルブ(72)
を介して接続されている管(73)の一端(73a)から供給さ
れる窒素ガスをバルブ発生器(71)に設けられている多数
の細孔から単量体Mb(70)中に導入し得るようになってい
る。また貯留容器(67)内で発生した単量体Mbのガスは、
導出口(74)から導管(49)を通って、拡散管(32)の拡散室
(43)に供給されるようにもなっている。なお貯留容器(6
7)に隣接した部分の導管(49)には、流量計(75)が取り付
けられていて、この導管(49)中を流れるガスの流量を測
定し得るようになっている。
Further, this storage container (62) is provided with conduits (64) (65) (66).
It is connected to a storage container (67) as a second container. A pump (68) is provided in the middle of the conduit (65), and depending on this pump (68), for example, the liquid of the quantity Mb in the storage container (67) can be transferred into the storage container (62). It has become. Further, the storage container (67) can be heated to about 30 to 100 ° C. by energizing the heater (69) provided on the outer circumference. When polyfluoroethylene methacrylate (3FMA) is used as the monomer Mb, the storage container (67) may be heated to 70 to 80 ° C. Furthermore, in this storage container (67), the tip is located in the monomer Mb (70) as a valve generator (71) as an inert gas supply means.
Is equipped with a valve (72) to this valve generator (71).
Nitrogen gas supplied from one end (73a) of the pipe (73) connected through is introduced into the monomer Mb (70) from a large number of pores provided in the valve generator (71). I'm supposed to get it. Further, the gas of the monomer Mb generated in the storage container (67) is
Diffusion chamber of diffusion pipe (32) from outlet (74) through conduit (49)
It is also being supplied to (43). The storage container (6
A flowmeter (75) is attached to the conduit (49) adjacent to 7) so that the flow rate of the gas flowing through the conduit (49) can be measured.

また他の導管(49)を通じて上述と同じ構造の他の単量体
ガス発生器(33B)が接続されており、この発生器(33B)に
は単量体Ma,Mbとは異なる単量体Mcが貯留される。
Also, another monomer gas generator (33B) having the same structure as the above is connected through another conduit (49), and this generator (33B) is different from the monomers Ma and Mb. Mc is stored.

次に上述のように構成された拡散処理装置(31)を用い
て、棒状の透明ゲル物体(34)に単量体を拡散させる方法
につき説明する。
Next, a method for diffusing the monomer into the rod-shaped transparent gel object (34) using the diffusion processing device (31) configured as described above will be described.

第1図において、まずバルブ(57)を開けた状態で供給管
(56)の上端(56a)から液状の単量体Mbを所定量注入した
後、このバルブ(57)を閉める。この時点ではバルブ(61)
は閉めておき、注入された単量体Mbの液を貯留室(58)内
に貯めておく。この貯留室(58)内で上記単量体Mbの液を
10〔℃〕程度に冷却した後に、バルブ(61)を開けて管
(60)の先端(60a)から貯留容器(62)内に上記単量体Mbの
液を導入する。この貯留容器(62)内には次第に上記単量
体Mbの液が貯まり、液面の高さが導管(64)と同程度にな
ると、この導管(64)を通つて貯留容器(62)内に上記単量
体Mbの液が流れ込み始め、しばらくすると貯留容器(62)
(67)内の単量体Mbの液の液面の高さがほぼ同一になる。
この時点でバルブ(61)を少し閉めて、管(60)の先端(60
a)から単量体Mbの液が少しずつ滴下する状態にする。な
お予め貯留容器(62)は10〔℃〕程度に、また貯留容器
(67)は80〔℃〕程度に保っておくようにしておく。
In Fig. 1, first, with the valve (57) open, supply pipe
After injecting a predetermined amount of liquid monomer Mb from the upper end (56a) of (56), the valve (57) is closed. Valve at this point (61)
Is closed and the liquid of the injected monomer Mb is stored in the storage chamber (58). After cooling the liquid of the monomer Mb to about 10 [° C.] in the storage chamber (58), open the valve (61) to open the pipe.
The liquid of the monomer Mb is introduced into the storage container (62) from the tip (60a) of the (60). The liquid of the monomer Mb gradually accumulates in the storage container (62), and when the height of the liquid level becomes approximately the same as the conduit (64), the inside of the storage container (62) passes through the conduit (64). The liquid of the monomer Mb begins to flow into the storage container (62) after a while.
The liquid level of the liquid of the monomer Mb in (67) is almost the same.
At this point, close the valve (61) slightly and let the tip (60) of the tube (60)
The state where the solution of the monomer Mb is dripped little by little from a). In addition, the storage container (62) is set to about 10 ° C in advance, and
Keep (67) at about 80 ° C.

次にポンプ(68)を始動させることによって、貯留容器(6
7)内の単量体Mbの液を導管(65)を介して貯留容器(62)内
に移送し始める。ポンプ(68)を始動させた時点では、貯
留容器(67)内の単量体Mbの液の液面の高さが低くなると
共に、貯留容器(62)内の単量体Mbの液の液面の高さが高
くなるが、貯留容器(62)内の単量体Mbの液の一部は導管
(64)を通って貯留容器(67)内に再び流れ込むので、貯留
容器(62)(67)内の単量体Mbの液の液面の高さの差はあま
り生じない。定常状態においては、管(60)の先端(60a)
から単量体Mbの液を滴下させつつある状態で、貯留容器
(62)(67)内の単量体Mbの液の液面の高さをほぼ同一に保
つたまま、これらの貯留容器(62)(67)の間で単量体Mbの
液を循環させることができる。なお貯留容器(62)(67)の
上部を導管(66)によって互いに連結するようにしたた
め、これらの貯留容器(62)(67)の単量体Mbの液で満たさ
れていない空間(62a)(67a)の間の圧力差によって、貯留
容器(62)(67)の単量体Mbの液の液面の高さに差が生じて
しまうのが防止される。このように貯留容器(62)(67)の
間で単量体Mbの液を循環させることによって、80
〔℃〕程度の高温に維持されている貯留容器(67)内にお
いて単量体Mbの液が重合してしまうのが防止される。な
お管(60)の先端(60a)から滴下される単量体Mbの量は、
貯留容器(67)内において気化することによって消耗され
る単量体Mbを補うように選択するが、実際には次のよう
にして行われる。即ち、管(60)の径を適当に細く選べ
ば、貯留容器(62)内の単量体Mbの液の液面が下がって管
(60)の先端(60a)から離れそうになると、この先端(60a)
から管(60)内に空気が入り込むので、管(60)から貯留容
器(62)内に単量体Mbの液が自動的に供給される。
The reservoir (6) is then activated by starting the pump (68).
The liquid of the monomer Mb in 7) begins to be transferred into the storage container (62) via the conduit (65). When the pump (68) is started, the height of the liquid level of the liquid of the monomer Mb in the storage container (67) becomes low, and the liquid of the liquid of the monomer Mb in the storage container (62) becomes low. Although the height of the surface becomes higher, part of the liquid of the monomer Mb in the storage container (62) is a conduit.
Since it flows through the (64) again into the storage container (67), there is not much difference in the liquid level of the liquid of the monomer Mb in the storage containers (62) and (67). In steady state, the tip (60a) of the tube (60)
While the liquid of the monomer Mb is being dropped from the storage container
(62) While maintaining the liquid level of the monomer Mb liquid in (67) substantially the same, circulate the monomer Mb liquid between these storage containers (62) (67). be able to. Since the upper portions of the storage containers (62) (67) are connected to each other by the conduit (66), a space (62a) not filled with the liquid of the monomer Mb of these storage containers (62) (67). It is possible to prevent a difference in the liquid level of the liquid of the monomer Mb in the storage containers (62) and (67) from being caused by the pressure difference between the (67a). Thus, by circulating the liquid of the monomer Mb between the storage containers (62) (67),
The liquid of the monomer Mb is prevented from polymerizing in the storage container (67) maintained at a high temperature of about [° C.]. The amount of the monomer Mb dropped from the tip (60a) of the tube (60) is
The selection is made so as to supplement the monomer Mb that is consumed by vaporization in the storage container (67), but is actually performed as follows. That is, if the diameter of the pipe (60) is properly selected, the liquid level of the liquid of the monomer Mb in the storage container (62) is lowered and the pipe is
When it is about to separate from the tip (60a) of (60), this tip (60a)
Since air enters into the pipe (60) from the pipe, the liquid of the monomer Mb is automatically supplied from the pipe (60) into the storage container (62).

次に貯留容器(62)(67)の単量体Mbの液の液面の高さ及び
液温が安定したら、バルブ(72)を開けた状態で管(73)の
一端(73a)から窒素ガスを導入して、バルス発生器(71)
からこの窒素ガスを単量体Mb(70)中に送り込む。その結
果単量体Mbが気化し、貯留容器(67)は単量体Mbのガスと
窒素ガスとの混合ガスで満たされた状態になる。この混
合ガスは導出口(74)から導管(49)を通して拡散管(32)に
向かって送られ、導入口(54)及び間隙(55)を通して拡散
室(43)内に供給される。このようにして拡散室(43)内に
供給された混合ガスは下方に向かつて流れ、導出口(39)
及び排気管(40)を通して真空ポンプ(41)によって排気さ
れる。上記混合ガスが上記空間(43b)を下方に向かって
流れる間に、この混合ガスに含まれている単量体Mbのガ
スが、透明ゲル物体(34)の表面に接触することによっ
て、単量体Mbがその透明ゲル物体(34)の内部に拡散す
る。なお拡散室(43)は、温水(47)によって、貯留容器(6
7)の加熱温度と同程度またはそれ以上の温度に維持され
ている。この温度は、単量体Mbとして例えば既知の3FM
Aを用いた場合には80℃程度とすればよい。また拡散時
においては既述のように導管(48)の一端(48a)から窒素
ガスを供給して、この導管(48)を通して上部室(52)内に
窒素ガスを導入するが、この窒素ガスの流量は導管(49)
を流れる上記混合ガスの流量の約10倍に保つようにし
ている。
Next, when the height of the liquid level and the liquid temperature of the liquid of the monomer Mb in the storage container (62) (67) have stabilized, nitrogen is supplied from one end (73a) of the pipe (73) with the valve (72) opened. Introduce gas and pulsus generator (71)
This nitrogen gas is fed into the monomer Mb (70). As a result, the monomer Mb is vaporized, and the storage container (67) is filled with the mixed gas of the monomer Mb gas and the nitrogen gas. The mixed gas is sent from the outlet (74) through the conduit (49) toward the diffusion pipe (32) and is supplied into the diffusion chamber (43) through the inlet (54) and the gap (55). The mixed gas thus supplied into the diffusion chamber (43) flows downward, and the outlet (39)
And exhausted by the vacuum pump (41) through the exhaust pipe (40). While the mixed gas flows downward in the space (43b), the gas of the monomer Mb contained in the mixed gas is brought into contact with the surface of the transparent gel object (34), thereby producing a single amount. The body Mb diffuses inside the transparent gel object (34). The diffusion chamber (43) was filled with warm water (47) to the storage container (6
It is maintained at the same or higher temperature than the heating temperature in 7). This temperature is, for example, 3 FM, which is known as monomer Mb.
When A is used, the temperature may be about 80 ° C. Further, during diffusion, as described above, nitrogen gas is supplied from one end (48a) of the conduit (48), and nitrogen gas is introduced into the upper chamber (52) through this conduit (48). Flow rate of conduit (49)
The flow rate of the mixed gas flowing therethrough is kept about 10 times.

以上のようにして透明ゲル物体(34)への単量体Mbの拡散
および重合が進行したある段階、例えば透明ゲル物体(3
4)の転化率がおよそ60%になった時点で一方の単量体ガ
ス発生器(33A)側のバルブ(53)を閉じ、拡散室(47)内に
窒素ガスのみを流入させて拡散室(47)内に残留している
単量体Mbをパージする。窒素ガス流入停止の後、他方の
単量体ガス発生器(33B)のバルブを開いて単量体Mcと窒
素との混合ガスを拡散室(47)内に導入して透明ゲル物体
(34)中へ単量体MCを拡散させつつ重合させる。所定の拡
散処理が終了したらロッド(34)を拡散室から取り出して
加熱処理を施し、重合を完結させる。次に連続的に屈折
率分布型レンズ母材を成形する装置の好適例を第2図に
示す。
As described above, at a certain stage where the diffusion and polymerization of the monomer Mb into the transparent gel object (34) proceeded, for example, the transparent gel object (3
When the conversion rate of 4) reached about 60%, the valve (53) on the side of one of the monomer gas generators (33A) was closed, and only nitrogen gas was allowed to flow into the diffusion chamber (47). The monomer Mb remaining in (47) is purged. After stopping the inflow of nitrogen gas, open the valve of the other monomer gas generator (33B) to introduce a mixed gas of monomer Mc and nitrogen into the diffusion chamber (47) to form a transparent gel object.
Polymerization is performed while diffusing monomer MC into (34). When the predetermined diffusion process is completed, the rod (34) is taken out of the diffusion chamber and heat-treated to complete the polymerization. Next, a preferred example of an apparatus for continuously forming a gradient index lens base material is shown in FIG.

単量体Maを予備重合してゲル化直前まで流動性を保持し
ているプレポリマー(22)を加圧される押し出し器1に入
れ、この押し出し器1に連通し弗素樹脂等の非接着性性
質でつくられている成形チューブ3中を上記プレポリマ
ーを圧送することにより連続するゲル状ロッド11に成形
し、上方の引き上げ装置9によって引張り上げる。
The prepolymer (22) that preliminarily polymerizes the monomer Ma and retains fluidity until just before gelation is put into the extruder 1 under pressure and communicates with the extruder 1 to prevent non-adhesion of fluororesin and the like. The prepolymer is molded into a continuous gel-like rod 11 by pumping the prepolymer into a molded tube 3 made of a material, which is then pulled up by an upper pulling device 9.

成形チューブ3が加熱ジャケット2中を貫通しており、
このジャケット2には上部および下部にそれぞれ独立し
ている高温導管16および低温導管17が設けられており、
導管16に高温水一例として80℃の温水を通し、また導管
17に相対的に低温度の温水一例として64℃の温水を通
し、これにより成形チューブ3内を進行するプレポリマ
ーに進行方向に次第に上昇する温度勾配が与えられれて
いる。成形チューブ3を出た母材ロッド11に次に気相拡
散装置4の第1拡散室5に入る。拡散室5の外周は熱媒
体の流路となる環状のジャケット部18で囲まれており、
このジャケット部18には一定温度の温水等の熱媒体が流
入口21Aを経て導入され、流出口21Bから出ていく。
母材ロッド11内に拡散させるべき第1の単量体Mbは蒸気
発生器14Aで気化されて導入口19を通して第1拡散室5
内に導入され、ロッド11と接触した後拡散に寄与しない
分は導出口20を通してポンプ15により回収され、トラッ
プで液化させて再使用される。
The molded tube 3 penetrates through the heating jacket 2,
The jacket 2 is provided with a high temperature conduit 16 and a low temperature conduit 17 which are independent from each other at the upper and lower parts,
Pass hot water of 80 ℃ as an example of hot water through the conduit 16, and
Hot water having a relatively low temperature is passed through 17 as an example of hot water having a relatively low temperature, whereby a temperature gradient that gradually increases in the direction of travel is given to the prepolymer that advances in the molded tube 3. The base material rod 11 that has exited the forming tube 3 then enters the first diffusion chamber 5 of the vapor phase diffusion device 4. The outer periphery of the diffusion chamber 5 is surrounded by an annular jacket portion 18 that serves as a heat medium flow path.
A heat medium such as hot water having a constant temperature is introduced into the jacket portion 18 through the inflow port 21A and flows out through the outflow port 21B.
The first monomer Mb to be diffused into the base material rod 11 is vaporized by the steam generator 14A and passed through the inlet 19 to the first diffusion chamber 5
The part introduced into the inside and not contacting with the rod 11 and not contributing to the diffusion is recovered by the pump 15 through the outlet 20, liquefied by the trap and reused.

第1拡散室5を出た母材ロッド11はさらに上昇し、第2
拡散室6に入る。この第2拡散室6は第1拡散室5と同
様に、外周は熱媒体の流路となる環状のジャケット部18
で囲まれている。また、蒸気発生器14Bで気化された単
量体Mcが導入口19を通して第2拡散室6内に導入され
る。このようにして第1拡散室5で単量体Mbが拡散され
た母材ロッド11には第2拡散室6において別種の単量体
Mcが拡散される。第2拡散室を出た母材ロッド11は上方
に配置された加熱処理室7内に入り、ここで重合が完結
し、さらに図外の切断装置で所定の長さに切断される。
The base material rod 11 exiting the first diffusion chamber 5 further rises,
Enter the diffusion chamber 6. Similar to the first diffusion chamber 5, the second diffusion chamber 6 has an annular jacket portion 18 whose outer periphery serves as a heat medium passage.
It is surrounded by. Further, the monomer Mc vaporized by the steam generator 14B is introduced into the second diffusion chamber 6 through the inlet 19. In the second diffusion chamber 6, the base material rod 11 in which the monomer Mb is diffused in the first diffusion chamber 5 as described above is used.
Mc is spread. The base material rod 11 exiting the second diffusion chamber enters the heat treatment chamber 7 arranged above, where the polymerization is completed and further cut into a predetermined length by a cutting device (not shown).

以上のようにして成形される単量体Maの母材中に2種以
上の単量体Mb,Mc・・・が拡散してパラボリックな屈折率
分布を形成した母材ロッドは、所定長さに切断し両端を
平行平面に研磨してレンズとして使用するか、または上
記ロッドをさらに加熱延伸して細径にした後切断研磨し
てレンズとする。
The base material rod in which two or more kinds of monomers Mb, Mc ... Are diffused in the base material of the monomer Ma molded as described above to form a parabolic refractive index distribution, has a predetermined length. It is cut into two pieces and polished at both ends into parallel planes to be used as a lens, or the rod is further heated and drawn to have a smaller diameter and then cut and polished to obtain a lens.

以上実施例に基づいて説明した本発明方法は次のような
利点がある。
The method of the present invention described based on the above embodiments has the following advantages.

すなわち、従来方法では単一種の単量体Mbの母材中への
拡散速度と母材転化率とのかねあいで屈折率分布の形状
が結まり、分布の制御自由度が小さいため母材の中心か
ら外周付近まで全断面にわたり高精度に理想屈折率分布
に近づけることはほとんど不可能であったが、本発明方
法によれば、母材の転化率の異る複数段階で異種の単量
体MbMc・・・をそれぞれ拡散させるから分布の制御自由度
が高く、屈折率分布と外周付近まで高精度で制御するこ
とが容易となり、収差の非常に小さい合成樹脂レンズが
得られるようになった。
That is, in the conventional method, the shape of the refractive index distribution is bound by the balance between the diffusion rate of a single type of monomer Mb in the base material and the conversion rate of the base material. It was almost impossible to highly accurately approach the ideal refractive index distribution over the entire cross section from the outer periphery to the outer periphery, but according to the method of the present invention, different monomer MbMc in different stages in the conversion of the base material are different. .. is diffused, the degree of freedom in controlling the distribution is high, and it becomes easy to control the refractive index distribution and the vicinity of the outer periphery with high precision, and it is possible to obtain a synthetic resin lens with very small aberration.

以下に数値実施例を述べる。Numerical examples will be described below.

実施例1 重合開始剤として3.0ωt%のBPOを溶解させたジエチ
レングリコールビスアリールカーボネート(CR−39
(商標名))3mmφのポリテトラフルオロエチレン製チ
ューブ中で75℃75分間加熱して予備重合し、ゲルロッド
を得た。このゲルロッドをN2ガスによりポリテトラフル
オロエチレン製チューブから押出し、第1図の拡散装置
(32)内に設置した。単量体ガス発生器(33A)において75
℃窒素バルブ量300cc/分で予め調整されたメタフリル
酸-n−ブチル(n−BMA)(重合体としての屈折率np=
1.4831)の蒸気を窒素をキャリヤーガスとして拡
散装置(32)内に送り込んだ。
Example 1 As a polymerization initiator, 3.0 ωt% of BPO was dissolved in diethylene glycol bisaryl carbonate (CR-39
(Trade name)) A polymer rod was obtained by preliminarily polymerizing by heating at 75 ° C. for 75 minutes in a 3 mmφ polytetrafluoroethylene tube. This gel rod is extruded from a polytetrafluoroethylene tube with N 2 gas, and the diffusion device shown in FIG.
Installed in (32). 75 in monomer gas generator (33A)
C. Nitrogen bulb amount of 300 cc / min. Pre-adjusted n-butyl metafuriate (n-BMA) (refractive index as polymer np =
The steam of 1.4831) was sent into the diffusion device (32) by using nitrogen as a carrier gas.

ここで拡散装置(32)の外側を循環してる温水の温度は75
℃であり、この温度により20分間、n-BMAがゲルロ
ッド中に拡散しつつ重合した。母材の転化率が約60%に
達した時点で拡散管に窒素を流入させて、n−BMAの蒸
気をパージした後、今度は他方の単量体ガス発生器(33
B)において70℃窒素バルブ量300CC/分で予め調整さ
れたメタクリル酸-2・2・2-トリフルオロエチル (3FMA)(nP=1.4210)の蒸気を窒素をキャリヤーガス
として拡散装置(32)に送り込んだ。その後、再び拡散管
内を窒素置換して約90℃約20時間熱処理を施し、合成
樹脂光伝送体を製造した。製造した合成樹脂光伝送体は
周辺まで(1)式にほぼ相当する屈折率分布を有してお
り、A=0.0300mm-2開口数NA=0.38であった。
Here, the temperature of the hot water circulating outside the diffuser (32) is 75
C., and at this temperature, n-BMA polymerized for 20 minutes while diffusing into the gel rod. When the conversion rate of the base material reached about 60%, nitrogen was introduced into the diffusion tube to purge the n-BMA vapor, and then the other monomer gas generator (33
In B), the vapor of -2.2.2.2-trifluoroethyl methacrylate (3FMA) (nP = 1.4210), which had been adjusted in advance at a nitrogen valve amount of 300CC / min at 70 ° C, was used as nitrogen as a carrier gas in the diffusion device (32). I sent it in. Then, the interior of the diffusion tube was replaced with nitrogen again, and heat treatment was performed at about 90 ° C. for about 20 hours to manufacture a synthetic resin optical transmission body. The produced synthetic resin optical transmitter had a refractive index distribution substantially equivalent to the expression (1) up to the periphery, and A = 0.0300 mm −2 numerical aperture NA = 0.38.

球面収差を測定すると、中心領域で35μm以内、周辺領
域で150μm以内となっており、従来方法による単一拡
散の場合の値より、中心領域で約3倍、周辺領域で約4
倍優れたものが得られた。
When spherical aberration is measured, it is within 35 μm in the central region and within 150 μm in the peripheral region, which is about 3 times that in the central region and about 4 in the peripheral region, compared with the values for single diffusion by the conventional method.
What was twice as good was obtained.

実施例2 重合開始剤として3.0ωt%のBPOを溶解させたジエ
チレングリコールビスアリルカーボネートを75℃で65分
間加熱しても予備重合し、ゲル化直前で流動性を保持し
ているプロポリマーを得た。このプロポリマーの粘度は
20℃で1015CPSであり、D=Kσ(オストワルドの
べき指数法則、D:ずり速度(1/sec),σ:ずり応
力(dyn/Cm2))の式におけるK及びnの値は各々2.28
×10-2 (Cm2/dynsec)及び1.20であった。このプレポリマー
(22)を第2図に示す装置の押出し器(1)に入れ加熱ジャ
ケット(2)を貫通しているポリテトラフルオロエチレン
製の成形チューブ(3)(直径3mm長さ200mm)の中へ 6.3×10-2ml/分の一定流量で連続的に送り込んだ。加
熱ジャケット(2)には上部導管(16)に80℃の温水(16)、
下部導管(17)に64℃の温水を各々流すことによって温度
勾配を形成させた。
Example 2 As a polymerization initiator, diethylene glycol bisallyl carbonate in which 3.0 ωt% of BPO was dissolved was prepolymerized even when heated at 75 ° C for 65 minutes to obtain a propolymer having fluidity immediately before gelation. . The viscosity of this propolymer is
It is 1015 CPS at 20 ° C, and K and n in the equation of D = Kσ n (Ostwald's power law, D: shear rate (1 / sec), σ: shear stress (dyn / Cm 2 )) are 2.28.
It was × 10 -2 (Cm 2 / dynsec) and 1.20. This prepolymer
Insert (22) into the extruder (1) of the device shown in Fig. 2 and into a polytetrafluoroethylene molded tube (3) (diameter 3 mm, length 200 mm) that penetrates the heating jacket (2) 6.3 It was continuously fed at a constant flow rate of × 10 -2 ml / min. In the heating jacket (2), in the upper conduit (16), warm water (16) at 80 ° C,
A temperature gradient was formed by flowing warm water at 64 ° C through the lower conduits (17).

ポリテトラフルオロエチレン製チューブ中を40分間で
通過する間に、プレポリマー(22)はゲル化し3mmφのゲ
ルロッド(11)に成形された。このゲルロッド(11)の平均
重合転化率は約30%であった。次いで、ゲルロットは引
上げ装置によって0.52Cm/minの一定速度で気相拡散室
(4)中の第1拡散室(5)に送り込み、この拡散室(5)に充
満させたメタクリル酸-2,2,2-トリフルオロエチレン(3
FMA)の蒸気を含む雰囲気に約40分滞留させた。この
第1拡散室(5)の外側には75℃の温水を流して、この部
分を75℃の温度に保持した。3FMA蒸気は単量体蒸気発
生器(14A)において75℃窒素バルブ量300CC/分で予め
調整され、窒素ガスをキャリヤーガスとして導入口(19)
を通して第1拡散室(5)に導入された。また3FMA蒸気を
ポンプ(15)によって排出口(20)から回収し、トラップで
液化させたところ、 3FMAは重合していなく繰返し使用することができた。
第1拡散室(5)を経たゲルロッド(11)は続いて第2拡散
室(6)に送り込まれ、メタクリル酸 1,1,5-トリハイドロパーフルオロペンチル(8FMA)の蒸
気を含む雰囲気中に約40分間滞留させた。この第2拡
散室(6)の外側には80℃の温水が流れており、この部分
の温度は80℃に保持されている。ここで8FMAはゲルロ
ッド中に拡散しつつ重合して行く。8FMA蒸気は第2の
単量体蒸気発生器(14B)において80℃窒素バブル量 300CC/分で予め調整され、窒素ガスをキャリヤーガ
スとして導入口(19)を通して第2拡散室(6)に導入され
た。また8FMA蒸気ポンプ(15)によって排出口(20)から
回収しトラップで液化させたところ、8FMAは重合して
いなく、繰返し使用することができた。
While passing through the polytetrafluoroethylene tube for 40 minutes, the prepolymer (22) was gelated and formed into a gel rod (11) having a diameter of 3 mm. The average polymerization conversion rate of this gel rod (11) was about 30%. Then, the gel lot was pulled up by a pulling device at a constant rate of 0.52 Cm / min in the vapor phase diffusion chamber.
The methacrylic acid-2,2,2-trifluoroethylene (3) filled in the first diffusion chamber (5) in (4) and filled in this diffusion chamber (5)
FMA) was allowed to stay in the atmosphere containing the vapor for about 40 minutes. Hot water of 75 ° C. was flowed outside the first diffusion chamber (5) to maintain this portion at a temperature of 75 ° C. 3FMA vapor was adjusted in advance in the monomer vapor generator (14A) at 75 ° C with a nitrogen valve amount of 300 CC / min, and nitrogen gas was used as a carrier gas for the inlet (19).
Through the first diffusion chamber (5). Further, when 3FMA vapor was recovered from the discharge port (20) by the pump (15) and liquefied by the trap, 3FMA was not polymerized and could be used repeatedly.
The gel rod (11) that has passed through the first diffusion chamber (5) is then sent to the second diffusion chamber (6) and placed in an atmosphere containing vapor of 1,1,5-trihydroperfluoropentyl methacrylate (8FMA). Let it stay for about 40 minutes. Hot water of 80 ° C is flowing outside the second diffusion chamber (6), and the temperature of this portion is maintained at 80 ° C. Here, 8FMA polymerizes while diffusing into the gel rod. 8FMA vapor was previously adjusted in the second monomer vapor generator (14B) at a nitrogen bubble amount of 300CC / min at 80 ° C, and nitrogen gas was introduced as a carrier gas into the second diffusion chamber (6) through the inlet (19). Was done. Further, when the 8FMA vapor pump (15) recovered from the discharge port (20) and liquefied in the trap, 8FMA was not polymerized and could be used repeatedly.

拡散装置を経たゲルロッドは更に窒素置換したマイクロ
波キャビティーからなる加熱処理室(7)内に送り込まれ
た。マイクロ波の出力は2450MH,管内波長は14
7.4mmであり、キャビティーは薄波管型のキャビティ
ーを使用した。キャビティー内の温度分布を赤外線放射
温度計により測定すると最高120℃、最低70℃であっ
た。このキャビティー内でゲルロッドを約5時間熱処理
を施し、重合を完結させた。
The gel rod passed through the diffusing device was further fed into a heat treatment chamber (7) consisting of a microwave cavity whose nitrogen was replaced. Microwave output 2450MH z, the guide wavelength is 14
It was 7.4 mm, and the cavity used was a thin-wave tube type cavity. The temperature distribution inside the cavity was measured by an infrared radiation thermometer and found to be 120 ℃ maximum and 70 ℃ minimum. The gel rod was heat-treated in this cavity for about 5 hours to complete the polymerization.

このようにして、連続的に製造した合成樹脂光伝送体
は、均一に周辺までほぼ(1)式に相当する屈折率分布を
有しており、屈折率分布定数 A=0.0322mm-2,開口数NA=0.40であった。
In this way, the synthetic resin optical transmission body manufactured continuously has a refractive index distribution that is substantially equivalent to the formula (1) up to the periphery, and the refractive index distribution constant A = 0.0322 mm -2 , aperture The number NA = 0.40.

球面収差を測定すると、中心領域で25μm以内周辺領域
で120μm以内となっており、以前の単一拡散の場合の
値より中心領域で約4倍、周辺領域で約5倍優れたもの
が得られた。
When measuring the spherical aberration, it is within 25 μm in the central region and within 120 μm in the peripheral region, and it is about 4 times better in the central region and about 5 times better in the peripheral region than the value of the previous single diffusion. It was

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明方法の実施に好適な装置の一例示す断面
図、第2図は他の装置の例を示す断面図である。 1……押し出し器、2……加熱ジャケット 3……成形チューブ、4……気相拡散装置 5……第1拡散室、6……第2拡散室 7……加熱処理室、11……母材ロッド 14A,14B……単量体蒸気発生器、22……プレポリマー 31……拡散処理装置、32……拡散管 33A,33B……単量体ガス発生器、34……ゲルロッド 62,67……単量体貯留容器
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an apparatus suitable for carrying out the method of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing an example of another apparatus. 1 ... Extruder, 2 ... Heating jacket 3 ... Molding tube, 4 ... Gas phase diffusion device 5 ... First diffusion chamber, 6 ... Second diffusion chamber 7 ... Heat treatment chamber, 11 ... Mother Material rod 14A, 14B …… Monomer vapor generator, 22 …… Prepolymer 31 …… Diffusion treatment device, 32 …… Diffusion tube 33A, 33B …… Monomer gas generator, 34 …… Gel rod 62,67 ...... Monomer storage container

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 康博 東京都目黒区中根2−15―24 シヤンボー ル 第2都立大411号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Koike 2-15-24 Nakane, Meguro-ku, Tokyo Cyanbol No. 2 Metropolitan University No. 411

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】屈折率Naの網状重合体Paを生成する1種又
は複数種の単量体Maを不完全に重合させて自己保形性を
有する透明ゲル状母材を形成する工程、前記透明ゲル状
母材に重合体(共重合体を含む)Pb(その屈折率をNb
し、NaNbである)を形成する1種又は複数種の単量体
Mbを拡散させつつ重合させる工程、及び前記Mbの拡散
後、母材の重合転化が進行する過程で間隔をおいて、そ
の直前に拡散させた単量体とは異なる1種または複数種
の単量体を拡散させつつ重合させる、少なくとも1つの
工程を含む合成樹脂光伝送体を製造する方法。
1. A step of incompletely polymerizing one or more monomers Ma that form a network polymer Pa having a refractive index Na to form a transparent gel matrix having self-shape retention property, One or more types of monomers that form a polymer (including a copolymer) P b (where the refractive index is N b and Na N b ) in the transparent gel matrix
A step of polymerizing while diffusing M b, and, after the diffusion of M b , at least one kind or a plurality of kinds different from the monomer diffused immediately before the step is provided at intervals in the process of polymerization conversion of the base material. A method for producing a synthetic resin optical transmission body, which comprises at least one step of polymerizing a monomer while diffusing it.
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、単量体拡
散を母材の平均重合転化率Pk=1,2,3・・・
n)が10%<Pk<80%の範囲内で行なう合成樹脂光
伝送体の製造方法。
2. The average polymerization conversion rate P k ( k = 1,2,3 ...
n) is within the range of 10% <P k <80%.
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