JPS6012507A - Manufacture of synthetic resin optical transmission body - Google Patents

Manufacture of synthetic resin optical transmission body

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JPS6012507A
JPS6012507A JP58120625A JP12062583A JPS6012507A JP S6012507 A JPS6012507 A JP S6012507A JP 58120625 A JP58120625 A JP 58120625A JP 12062583 A JP12062583 A JP 12062583A JP S6012507 A JPS6012507 A JP S6012507A
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monomer
base material
refractive index
synthetic resin
polymerization
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浩一 前田
Masaaki Funaki
船木 正昭
Motoaki Yoshida
元昭 吉田
Yasuji Otsuka
大塚 保治
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    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
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    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/0031Refractive

Abstract

PURPOSE:To form a desired refractive index distribution extending over a wide range of a base material extending from the center to the outside circumferential part by setting a characteristic value related to a refractive index of a monomer for forming the base material and a monomer diffused in the inside of the base material, to a specified relation. CONSTITUTION:A base material 7 having a self-shape is formed by executing an incomplete polymerization of a monome Ma, a monomer Mb is diffused to its inside, and at least an initial stage of the subsequent heating polymerization is executed in an atmosphere containing a monomer Mc which is the same as the monomer Mb or different from it. In case the monomer Mc which is different from the monomer Mb is used, the monomer Mb in a liquid phase diffusion chamber 9 is not bubbled but used only for a liquid phase diffusion, and a gaseous or fog-like monomer Mc is led into a gaseous phase chamber 13 from a vapor generator, etc. In any case, however, in case a refractive index of a single polymer of the monomers Ma, Mb and Mc is denoted as Na, Nb, Nc, respectively, a combintion is selected so that Nc is also larger than Na in case Nb is larger than Na, and on the contrary, Nc is also smaller than Na in case Nb is smaller than Na.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a synthetic resin optical transmission body having a refractive index distribution.

光伝送体として、中心軸からの距離の2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。
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 as a light transmission body. This transparent rod-shaped body has a convex lens effect, and its refractive index distribution is approximated by equation (1).

(式中、n(rl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
周期りは(2)式で表わされる。
(In the formula, n (rl represents the refractive index at the distance r from the central axis, no represents the refractive index at the central axis, and A represents a positive constant.) A light beam meanders through such a transparent rod-shaped body. The period is expressed by equation (2).

L=2危 ・・・・四囲(2)。L=2 danger...four circles (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。
Furthermore, as approximated by equation (3), if the refractive index distribution increases in proportion to the square of the distance from the center,
The transparent rod-shaped body becomes a light transmission body having a concave lens effect.

(式中、n(r)およびnoは前記に同じであり、13
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51−1
6394号公報、特開昭54−119959号公報など
に記載されている。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M
b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P
bを生成する単量体を用いる。
(In the formula, n(r) and no are the same as above, and 13
is a positive constant. ] A method for manufacturing a synthetic resin optical transmission body having such a refractive index distribution is disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-5857 and Japanese Patent Application Laid-open No. 51-1.
It is described in JP-A No. 6394, JP-A-54-119959, and the like. In the methods described in Japanese Patent Publication No. 52-5857 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-16394,
First, a crosslinkable monomer Ma that produces a network polymer Pa is initially polymerized from a liquid state to a gel state that has lost fluidity to form a transparent gel-like base material. Next, this base material is immersed in a liquid phase consisting of a monomer Mb different from the monomer Ma to create a concentration gradient of the monomer Mb such that the base material gradually decreases from the surface toward the inside. monomer M to have
Diffuse b. At this time, the monomer Mb is a polymer P having a refractive index different from that of the network polymer Pa.
A monomer that produces b is used.

単量体Mbは拡散と同時におよび/または拡散後の熱処
理工程空に重合し、才たこの時に単量体Maの重合も完
結する。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、このように
して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。
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. Japanese Patent Publication No. 52-5857 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 51
In the method described in Japanese Patent No. 16394, a synthetic resin optical transmission body having a refractive index distribution is obtained in this manner.

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、不利な点がいくつかあった。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
に起つて粘稠になる。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
て熱処理工程中に、と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の屈
折率に好ましくない歪みを増大させる原因となる。この
ような欠点を除去するために、液相での単量体Mbの重
合を抑制する重合禁止剤を加えておくことも考えられる
が、この場合には、この重合開始剤が単量体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
を阻害するという新たな欠点を生ずる。
However, in the method described above, the base material is a liquid monomer Mb.
The direct contact between the surface of the base material and the liquid monomer Mb by immersion therein had several disadvantages. for example,
In cases where the diffusion and polymerization of the monomer Mb are carried out simultaneously, the dipping temperature must be relatively high, and the polymerization initiator normally contained in the base material will enter the liquid phase as the dipping time passes. Because of the elution, monomer Mb gradually polymerizes even in the liquid phase and becomes viscous. As a result, when the base material is removed from the liquid phase after diffusion, the viscous layer thus formed remains attached to the surface of the base material. During the heat treatment process, the monomer Mb is leached from the viscous layer and diffused into the base material, causing an increase in undesirable distortion in the refractive index near the outer periphery of the resulting light transmitting body. In order to eliminate such drawbacks, it may be possible to add a polymerization inhibitor that suppresses the polymerization of monomer Mb in the liquid phase, but in this case, this polymerization initiator may inhibit the polymerization of monomer Mb. This causes a new drawback in that it diffuses into the base material at the same time as the diffusion of , inhibiting the completion of polymerization in the heat treatment step.

また、単量体Mbを拡散後ζこ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。
In addition, in the case of ζ polymerization after diffusion of the monomer Mb, a relatively low immersion temperature is required, but in this case, the diffused monomer Mb evaporates from the outer periphery of the base material during the heat treatment process. , which also causes an increase in undesirable distortion in the refractive index distribution near the outer periphery.

特開昭54−119939号公報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。この方法によれば、単量
体Mbの拡散を気相中で行っている。すなわち、単量体
Mbの蒸気雰囲気中に母材を所定時間配置して単量体M
bを母材内に拡散させ、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lこしている。この方法では、母材は液相の単量体
Mbとでなく、気相の単量体Mbと接触するので次のよ
うな利点がある。
The method described in JP-A-54-119939 is an improvement on the above-mentioned method to avoid distortion of the refractive index distribution near the outer periphery. According to this method, monomer Mb is diffused in a gas phase. That is, the base material is placed in a vapor atmosphere of monomer Mb for a predetermined period of time, and
B is diffused into the base material, and at the same time as this diffusion, a portion of the monomer Mb is polymerized, and finally the polymerization is completed by heat treatment. This method has the following advantages because the base material comes into contact with the gas phase monomer Mb rather than with the liquid phase monomer Mb.

(1)、母材の表面化余分の単量体Mbが付着しな(を
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。
(1) Excess monomer Mb does not adhere to the surface of the base material (therefore, monomer Mb attached during the heat treatment process does not diffuse from the surface of the base material to the inside. Since the heat treatment is carried out at a high temperature, the monomer Mb is polymerized and fixed while diffusing into the base material. Therefore, the monomer Mb does not evaporate from the outer periphery of the base material during the heat treatment process.

したがって、外周部での屈折率の歪みが少くかつ初期の
屈折率分布を広い範囲で有する光伝送体が得られる。
Therefore, it is possible to obtain an optical transmission body with little distortion of the refractive index at the outer circumference and having an initial refractive index distribution over a wide range.

(2)、単量体Mbの蒸気の供給源である液体の単量体
Mb中に重合禁止剤を添加することによって、液相での
単量体Mbの重合を防止できる。その際、蒸気圧の低い
重合禁止剤を用いれば、これはほとんど気化しないので
、母材内に拡散することもなく、したがって熱処理工程
に重合が阻害されない。さらに、単量体Mbの供給速度
を調節すれば重合禁止剤を加える必要もなくなり、単量
体Mbを何回も繰り返して使用することが可能となって
その回収率が高められる。
(2) By adding a polymerization inhibitor to the liquid monomer Mb that is the source of the vapor of the monomer Mb, polymerization of the monomer Mb in the liquid phase can be prevented. At this time, if a polymerization inhibitor with a low vapor pressure is used, it will hardly vaporize and will not diffuse into the base material, so that polymerization will not be inhibited during the heat treatment process. Furthermore, by adjusting the supply rate of monomer Mb, there is no need to add a polymerization inhibitor, and monomer Mb can be used repeatedly, increasing its recovery rate.

しかしながら、この方法には次のような欠点がある。す
なわち、単量体Mbを気相から母材中に拡散させる場合
、気相中の単量体Mb濃度はその気相温度における蒸気
圧に依存することになるから、この拡散工程を効率的に
進めるのに適当な単量体の種類は蒸気圧の高い特定の単
量体に制約されてしまう。例えば、特開昭51−163
94号の方法によって低色収差を有する合成樹脂光伝送
体を製造する際に使用可能なジエチレングリコールビス
アリルカーボネート(単量体’Ma)と、1,1.3−
トリハイドロパーフルオロプロピル(単量体Mb )と
の組合せは、後者の蒸気圧が低くて直径4. romや
ぞれ以上の母材に拡散させることが離しいため、特開昭
54−119939号の方法には適用できなかった。
However, this method has the following drawbacks. In other words, when monomer Mb is diffused from the gas phase into the base material, the concentration of monomer Mb in the gas phase depends on the vapor pressure at the gas phase temperature. The types of monomers suitable for proceeding are limited to specific monomers with high vapor pressures. For example, JP-A-51-163
Diethylene glycol bisallyl carbonate (monomer 'Ma) that can be used in manufacturing a synthetic resin optical transmission body having low chromatic aberration by the method of No. 94, and 1,1.3-
In combination with trihydroperfluoropropyl (monomer Mb), the latter has a low vapor pressure and a diameter of 4. The method of JP-A-54-119939 could not be applied because it was difficult to diffuse into the ROM or other base materials.

この発明は、このような従来技術の欠点を克服する一方
、それぞれの長所を生かしたものである。
The present invention overcomes the drawbacks of these prior art technologies while taking advantage of their respective strengths.

そして、単量体Maと単量体Mbとの種々の組合せにつ
いて、その中心から外周部に至る母材の広範囲に亘って
所期の屈折率分布を形成できる合成樹脂光伝送体の製造
方法を提供するものである。
We also developed a method for manufacturing synthetic resin optical transmitters that can form desired refractive index distributions over a wide range of the base material from the center to the outer periphery for various combinations of monomers Ma and monomers Mb. This is what we provide.

すなわち、この発明は、屈折率Naの網状重合体Paを
生成する単量体Maの不完全な重合を行って自己保形性
を有する母材を形成し、屈折率Naとは異なる屈折率N
bを有する重合体Pbを生成しかつ液体状態にある単量
体Mbを、前記母材の表面に接触させてその内部へ拡散
させ、その後に加熱重合させるようにした屈折率分布を
有する合成樹脂光伝送体の製造方法において、前記加熱
重合の少くとも初期の段階を、単量体Mbと同一または
異なる単量体Mcであって、 (a)、Nc = Nb (b)、Nc (NaおよびNb (Na(C)、Nc
 ) NaおよびNb ) Naなる(a)〜(C)の
条件の何れか1つを満足する屈折率Ncを有する重合体
Pcを生成する気体状または霧滴状の単量体Meを含有
する雰囲気中で行うことを特徴とする合成樹脂光伝送体
の製造方法に係るものである。
That is, this invention performs incomplete polymerization of a monomer Ma that produces a network polymer Pa having a refractive index Na to form a base material having self-shape retention, and has a refractive index N different from the refractive index Na.
Synthetic resin having a refractive index distribution, which produces a polymer Pb having a polymer Pb and a monomer Mb in a liquid state, which is brought into contact with the surface of the base material, diffused into the interior thereof, and then heated and polymerized. In the method for producing an optical transmission body, at least the initial stage of the thermal polymerization is performed using a monomer Mc that is the same as or different from the monomer Mb, (a), Nc = Nb (b), Nc (Na and Nb (Na(C), Nc
) Na and Nb) An atmosphere containing a gaseous or droplet-like monomer Me that produces a polymer Pc having a refractive index Nc that satisfies any one of the conditions (a) to (C), which is Na and Nb) The present invention relates to a method for manufacturing a synthetic resin light transmitting body, characterized in that the manufacturing method is carried out in a medium.

このように構成したこの発明の製造方法によれば、母材
に拡散させる単量体の大部分を占める単量体Mbは蒸気
圧の高いものに限れず、また単量体Wも、母材の外周部
からの単量体Mbの蒸発を抑制するだけでよいから、特
に蒸気圧の高いものである必要がない。韮た、熱処理を
単量体Mc(単量体励と同一であってよい〕の蒸気(気
体状または霧滴状)を含む雰囲気中で行うから、母材の
外周部付近での屈折率分布の歪みを除去または回避でき
る。
According to the manufacturing method of the present invention configured as described above, the monomer Mb, which accounts for most of the monomers diffused into the base material, is not limited to those having a high vapor pressure, and the monomer W is also diffused into the base material. Since it is only necessary to suppress the evaporation of the monomer Mb from the outer peripheral part of the material, there is no need for the material to have a particularly high vapor pressure. In addition, since the heat treatment is performed in an atmosphere containing vapor (gaseous or mist-like) of the monomer Mc (which may be the same as the monomer excitation), the refractive index distribution near the outer periphery of the base material is distortion can be removed or avoided.

次に、この発明による合成樹脂光伝送体の製造方法の実
施例を、図面に示す装置を用いた場合について述べる。
Next, an embodiment of the method for manufacturing a synthetic resin optical transmission body according to the present invention will be described using the apparatus shown in the drawings.

まず、単量体Maを予備重合させて、ゲル化直前で流動
性を保持している粘性流体〔プレポリマー〕を生成させ
る。このプレポリマー(1)を押出し器(2)に入れ、
冷却水によって一旦冷却しながら、連続的に押出す。
First, the monomer Ma is prepolymerized to produce a viscous fluid (prepolymer) that maintains fluidity just before gelation. Put this prepolymer (1) into an extruder (2),
Extrude continuously while cooling with cooling water.

ここでプレポリマーは一般式: %式%(4) (式中、Dはずり速度、σはすり応力、Kは塑べき法則
)における20Cでのnの値が1,10以上である塑性
流動を示すことが望ましい。以下にその理由を述べる。
Here, the prepolymer has the general formula: % Formula % (4) (where D is the shear rate, σ is the shear stress, and K is the plastic power law), and the value of n at 20C is 1.10 or more. It is desirable to indicate. The reason is explained below.

単量体または低粘度プレポリマーのようなニュートン流
体に近い流体を細長い管内に導入し、その管内を通過さ
せながら加熱して重合させる場合、熱は管の外側から加
えられるために、管近傍の周辺領域から重合が進み、そ
れに伴って粘度が上昇して行く。管内を流れる流体には
、中心が最大で周辺に向かうに従って放物線状に流速が
減少するという速度分布が元々存在しているが、重合が
進むにつれて、この周辺領域と中心領域との間の速度差
はさらに大きくなる。そして、最終的には周辺領域の流
体が先にゲル化して管内に滞留し、中心領域の流体はほ
とんど重合せずに管から流れ出ることになる。
When a fluid similar to a Newtonian fluid such as a monomer or a low-viscosity prepolymer is introduced into a long and thin tube and is heated and polymerized while passing through the tube, the heat is applied from the outside of the tube, so Polymerization proceeds from the peripheral region, and the viscosity increases accordingly. The fluid flowing inside the tube originally has a velocity distribution in which the flow velocity is maximum at the center and decreases parabolically toward the periphery, but as polymerization progresses, the velocity difference between the peripheral region and the central region increases. becomes even larger. In the end, the fluid in the peripheral region gels first and stays in the tube, while the fluid in the central region flows out of the tube without polymerizing.

これを是正するためには、管内での流体の速度分布をな
るべく一定にする必要がある。すなわち、管内の流体を
ビンガム流体lこ近づければよい。ビンガム流体は上記
(4)式においてはn;ωの場合であって、管内の流体
の流速は一定となる。nが小さくなって1に近づくほど
、流体はニュートン流体に近づく。また、管の内壁に近
い周辺付近での流体の流速はnの値によってはそれほど
変化せ場゛、むしろnが大きいほどこの流速も太きいが
、nが1に近づくほど中心付近での流速が大きくなり、
その結果周辺領域と中心領域との流速の差が大きくなっ
て速度分布の放物線がシャープになる。
In order to correct this, it is necessary to make the velocity distribution of the fluid within the pipe as constant as possible. That is, it is sufficient to bring the fluid in the pipe closer to the Bingham fluid. Bingham fluid is a case where n; ω in the above equation (4), and the flow rate of the fluid in the pipe is constant. As n becomes smaller and approaches 1, the fluid approaches a Newtonian fluid. Also, the flow velocity of the fluid near the periphery near the inner wall of the pipe does not change much depending on the value of n.In fact, the larger n is, the greater the flow velocity is, but the closer n approaches 1, the faster the flow velocity near the center becomes. grow bigger,
As a result, the difference in flow velocity between the peripheral region and the central region becomes large, and the parabola of the velocity distribution becomes sharp.

このような観点から、上述したように単量体Maを予備
重合させて、nの値が1.10以上である粘性流体とし
てから管内に送り込むのが好ましい。
From this point of view, it is preferable to prepolymerize the monomer Ma as described above to form a viscous fluid in which the value of n is 1.10 or more before feeding it into the pipe.

すなわち、nの値が1.10未満では、はじめに周辺伺
近がゲル化されてしまうと、中心付近の単量体Maは重
合されずに管内から流出し、良好な母材が形成できない
。この場合、流速を極端に落とせば母材ができないこと
もないが、生産性が悪くなって実用的でない。また、さ
らに好ましくけnの値は大きくとも1,50である。こ
れはnの値が大きすぎても管内への押し込みが困難にな
ったり母材が不均質となって不都合が生ずるからである
That is, if the value of n is less than 1.10, if the surrounding area is first gelled, the monomer Ma near the center will not be polymerized and will flow out of the tube, making it impossible to form a good base material. In this case, if the flow rate is extremely reduced, the base material will not be formed, but productivity will be poor and this is not practical. Further, more preferably, the value of n is at most 1.50. This is because if the value of n is too large, it will become difficult to push into the pipe or the base material will become non-uniform, causing problems.

なお、上記(4)式におけるKの値およびnの値はそれ
ぞれ粘度計(例えば回転式粘度計)を用いてめることが
できる。すなわち粘度計の回転数(これでDが決する〕
を変えて、それぞれのσを測定した後、これらをグラフ
にプロットしてKおよびnの値をめる。
Note that the value of K and the value of n in the above equation (4) can be determined using a viscometer (for example, a rotational viscometer). In other words, the rotational speed of the viscometer (this determines D)
After changing σ and measuring each σ, plot these on a graph and calculate the values of K and n.

押し出されたプレポリマー(1)は、引き続き黄銅製ブ
ロック等の加熱ジャケット(3)を貫通するテフロンチ
ューブ(4)中に連続的に導入される。このテフロンチ
ューブ(4)は円形断面を有する直径1〜20mmのも
のであってよい。ここで、予めテフロンチューブ(4)
内に上方からステンレス管の下端部を挿入しておくと、
プレポリマー(1)の先端がこのステンレス管の下端部
に接触した状態でゲル化するので、ステンレス管の下端
部とプレポリマー(1)の先端とが一体結合される。こ
の後押し出し速度と同じ速度でステンレス管を引き上げ
装置で引き上げると、それに伴われたプレポリマーは全
製造工程を経過する間に光伝送体となって連続的にかつ
装置内に滞ることなく生成されて出てくる。加熱ジャケ
ット(3)には、その上部に比較的高温の温水(5)、
下部にそれより低温の温水(6)がそれぞれ供給されて
いて、下部から上部に向って次第に温度が上昇するよう
な温度勾配でもって、テフロンチューブ(4)を加熱し
ている。そこで、テフロンチューブ(4)を通過するう
ちにプレポリマー(1)は加熱重合してゲル化し、この
ゲル化したプレポリマーは母材(7)となる。この加熱
重合の際の加熱速度は0.1〜10C/分であるのが好
ましい。上述したような温度勾配のもとで加熱される場
合には、プレポリマー(1)の重合およびそれに伴う粘
度上昇が共に徐々に進行するから、ビンガム流体に近い
流動状態に保持したまま、プレポリマー(])を流動さ
せることが可能となる。その結果、半径方向に均一な組
成を持った母材(7)を連続的に形成することが可能と
なる。なお、ここでテフロンチューブ(4ンは、プレポ
リマー(1)や母材(7)との摩擦が小さいために特に
有用であるが、他の樹脂や金属製のチューブであってさ
しつかえない。
The extruded prepolymer (1) is then continuously introduced into a Teflon tube (4) passing through a heating jacket (3), such as a brass block. This Teflon tube (4) may have a circular cross section and a diameter of 1 to 20 mm. Here, prepare the Teflon tube (4) in advance.
Insert the lower end of the stainless steel pipe from above into the
Since the tip of the prepolymer (1) gels while in contact with the lower end of the stainless steel tube, the lower end of the stainless steel tube and the tip of the prepolymer (1) are integrally connected. When the stainless steel tube is pulled up by a pulling device at the same speed as this push-out speed, the prepolymer accompanying it becomes a light transmitting body and is produced continuously and without stagnation within the device during the entire manufacturing process. It comes out. The heating jacket (3) has relatively high temperature hot water (5) on the top thereof;
Hot water (6) at a lower temperature is supplied to the lower part, and the Teflon tube (4) is heated with a temperature gradient such that the temperature gradually increases from the lower part to the upper part. Then, while passing through the Teflon tube (4), the prepolymer (1) is polymerized and gelled by heating, and this gelled prepolymer becomes the base material (7). The heating rate during this thermal polymerization is preferably 0.1 to 10 C/min. When heated under the above-mentioned temperature gradient, both the polymerization of the prepolymer (1) and the accompanying increase in viscosity proceed gradually, so the prepolymer (1) is heated while being maintained in a fluid state similar to Bingham fluid. (]) can be made to flow. As a result, it becomes possible to continuously form a base material (7) having a uniform composition in the radial direction. Note that Teflon tubes are particularly useful here because they have low friction with the prepolymer (1) and the base material (7), but tubes made of other resins or metals may also be used.

このようにして、加熱ジャケット(3)内のテフロンチ
ューブ(4)からは、はとんど流動性を失って自己保形
性を有するゲル状の母材(7)が生成されて来る。この
母材(7)は、アセトンに不溶な成分、すなわち綿状重
合体の部分を好ましくは5〜90重量%、さらに好才し
くは10〜50重量%含んでいる。この成分が少なすぎ
ると流動性が大きくなり、また多すぎると後の波計工程
で単量体Mbの拡散速度が遅くなりすぎるので好ましく
ない。
In this way, the Teflon tube (4) within the heating jacket (3) generates a gel-like base material (7) that has almost lost its fluidity and has self-shape retention. This matrix (7) preferably contains from 5 to 90% by weight, more preferably from 10 to 50% by weight, of components insoluble in acetone, ie, parts of flocculent polymers. If this component is too small, the fluidity becomes high, and if it is too large, the diffusion rate of the monomer Mb becomes too slow in the subsequent wave measurement process, which is not preferable.

続いて、母材(7)は拡散装置(8)に送り込まれる。Subsequently, the base material (7) is fed into the diffusion device (8).

この拡散装置(8)の下方部分は液相拡散室(9)とな
っていて、この液相拡散室(9)に注入口00)から液
状の単量体Mbが供給される。この単量体Mbは液相拡
散室(9)に溜められ、その余剰分は排出口(11)か
ら排出される。液相拡散室(9)に滞溜する間に、母材
(7)には単量体Mbがそのほぼ中心まで拡散し、中心
軸からの距離の二乗にほぼ比例して連続的に増加するよ
うな単量体Mbの濃度勾配が母材(7)内に形成される
。また、この液相拡散室(9)の単量体Mb中には、バ
ブル器Cl21が配置されていて、このバブル器0zか
ら♀素ガスの気泡を発生させることにより単量体Mbの
蒸気を発生させる。こうして気体状または霧滴状の単量
体Mbの蒸気が、液相拡散室(9)の上方ζζ彼続して
いる気相室03)まで上昇してこの気相室θ艶に充満し
、気相!(131に学量体Mbの蒸気を含む雰囲・ 気
を形成する。単量体Mbは排気口(■ηから真空ポンプ
(図示せず)によって回収される。液相拡散室(9)は
予め窒素置換されていて、酸素による重合阻害を防止す
るよう匿している。
The lower part of this diffusion device (8) is a liquid phase diffusion chamber (9), and liquid monomer Mb is supplied to this liquid phase diffusion chamber (9) from an injection port 00). This monomer Mb is stored in the liquid phase diffusion chamber (9), and its surplus is discharged from the discharge port (11). While staying in the liquid phase diffusion chamber (9), the monomer Mb diffuses into the base material (7) almost to its center, and increases continuously in approximately proportion to the square of the distance from the central axis. Such a concentration gradient of the monomer Mb is formed in the base material (7). In addition, a bubbler Cl21 is arranged in the monomer Mb of this liquid phase diffusion chamber (9), and the vapor of the monomer Mb is generated by generating bubbles of ♀ elementary gas from this bubbler 0z. generate. In this way, the vapor of the monomer Mb in the form of gas or droplets rises to the gas phase chamber 03) which is connected to the upper part of the liquid phase diffusion chamber (9) and fills this gas phase chamber θ. gas phase! (In 131, an atmosphere containing vapor of monomer Mb is formed. Monomer Mb is recovered from the exhaust port (■η) by a vacuum pump (not shown). The liquid phase diffusion chamber (9) It has been replaced with nitrogen in advance and is hidden to prevent inhibition of polymerization by oxygen.

単量体Mbの拡散が終わった母材(7)は、こうして単
量体Mbの蒸気を含む雰囲気によって満たされた気相室
0(至)に導入される。気相室03)は、それを取り囲
む外側管0(イ)屹流される温水によって加熱されてい
る。この気相室03)に滞溜する間ζこ、拡散した単量
体Mbの一部が単独であるいは母材(7)中に残留して
いる単量体Maやプレポリマーと重合し、その結果、単
量体Mbの濃度勾配が母材(7)内に固定されていく。
The base material (7) in which the monomer Mb has been diffused is thus introduced into the gas phase chamber 0 filled with an atmosphere containing the monomer Mb vapor. The gas phase chamber 03) is heated by hot water flowing through the outer tube 0(a) surrounding it. While staying in this gas phase chamber 03), a part of the diffused monomer Mb polymerizes alone or with the monomer Ma or prepolymer remaining in the base material (7), and As a result, the concentration gradient of monomer Mb is fixed within the base material (7).

この際、母材(7)は単量体Mbの蒸気を含んでいる雰
囲気に包まれているから、母材(7)の外周部から気相
中へ単量体Mbが蒸発するのが抑制される。
At this time, since the base material (7) is surrounded by an atmosphere containing the vapor of monomer Mb, evaporation of monomer Mb from the outer periphery of the base material (7) into the gas phase is suppressed. be done.

ひいては、外周部付近における屈折率の歪みがほとんど
存在しないかあるいは狭い範囲でしか存在しない光伝送
体を生成できる。単量体Mbは気相中に少(ともその飽
和濃度の20チ以上含まれるのが打抜しい。そうすれば
、単量体Mbの濃度(蒸気の濃度が母材外周部よりも気
相中で大きければ、単量体Mbの加熱重合と同時に単量
体Mbの気相から母材中への拡散が行われる。
As a result, it is possible to produce an optical transmission body in which distortion in the refractive index near the outer periphery is almost absent or exists only in a narrow range. The monomer Mb should be contained in a small amount in the gas phase (at least 20 g or more of its saturated concentration) during punching. If the inside diameter is large, the monomer Mb is diffused from the gas phase into the base material simultaneously with the thermal polymerization of the monomer Mb.

液相拡散室(9)中の単量体Mbの温度は、特にこの単
量体Mbから蒸気を発生させるような場合、単量体Mb
が比較的高い蒸気圧を有しかつ母材内に拡散できる値に
保たれる必要があり、例えば5〜9゜Cに設定される。
The temperature of the monomer Mb in the liquid phase diffusion chamber (9) can be adjusted to such an extent that the monomer Mb
has a relatively high vapor pressure and must be maintained at a value that allows it to diffuse into the base material, for example, it is set at 5 to 9°C.

この温度が高くなればなるほど、単量体Mbの拡散速度
は大きくなるが、母材自体の重合速度も増大してしまい
、また単量体Mbが液相中で重合して粘稠となるので好
ましくない。また、母材を拡散室(8)中に滞溜させて
おく時間(拡散時間)および上記拡散温度は、得ようと
する光伝送体の屈折率勾配すなわち単量体Mbの上記濃
度勾配によって決められる。しかし、この拡散時間が極
度に長かったり拡散温度が高すぎたりすると、単量体M
bの濃度勾配が平坦化したりあるいは母材の外周部付近
で濃度勾配が急に大きくなる恐れがあり、所望の屈折率
勾配が得られない。
As this temperature increases, the diffusion rate of monomer Mb increases, but the polymerization rate of the base material itself also increases, and monomer Mb polymerizes in the liquid phase and becomes viscous. Undesirable. Further, the time for which the base material is allowed to stay in the diffusion chamber (8) (diffusion time) and the above-mentioned diffusion temperature are determined by the refractive index gradient of the optical transmission body to be obtained, that is, the above-mentioned concentration gradient of the monomer Mb. It will be done. However, if this diffusion time is extremely long or the diffusion temperature is too high, monomer M
There is a possibility that the concentration gradient of b becomes flat or suddenly increases near the outer periphery of the base material, making it impossible to obtain a desired refractive index gradient.

この実施例では、液相拡散室(9)の単量体Mbを利用
して気相室(■3)の雰囲気を形成している。すなわち
単量体Mcが単量体Mbと同一の場合について示してい
るが、単量体Meは単量体Mbとは異なるものやそれら
の混合物であってもよく、また単量体Mbとこれとは別
の単量体との混合物であってもよい。
In this embodiment, the monomer Mb in the liquid phase diffusion chamber (9) is used to form the atmosphere in the gas phase chamber (3). In other words, although the case where the monomer Mc is the same as the monomer Mb is shown, the monomer Me may be different from the monomer Mb or a mixture thereof, or it may be different from the monomer Mb. It may also be a mixture with other monomers.

単量体Mbとは全く異なる気体状または霧滴状の単量体
Mcを気相中に含有させる場合には、気相室(13)と
液相拡散室(9)とを仕切り、液相拡散室(9)中の単
量体Mbをバブルせずに液相拡散にのみ用いる。そして
、気相室(I3)には気体状または霧滴状の単量体醗を
蒸気発生器等から導入する。また、実施例の場合と同様
にして単量体Mbの蒸気を気相室に満たし、さらに別の
単量体Mcの蒸気を気相室に導くと、気相室内は単量体
Mbの蒸気と単量体Mcの蒸気とが混合した系になる。
When the gaseous or atomized monomer Mc, which is completely different from the monomer Mb, is contained in the gas phase, the gas phase chamber (13) and the liquid phase diffusion chamber (9) are partitioned, and the liquid phase The monomer Mb in the diffusion chamber (9) is used only for liquid phase diffusion without bubbling. Then, a gaseous or mist-like monomer alcohol is introduced into the gas phase chamber (I3) from a steam generator or the like. Further, when the vapor of monomer Mb is filled in the vapor phase chamber in the same manner as in the example, and the vapor of another monomer Mc is introduced into the vapor phase chamber, the vapor of monomer Mb is filled in the vapor phase chamber. The system is a mixture of the monomer Mc and the monomer Mc vapor.

このような場合、単量体Mcが常温で気体であるような
化合物であっても使用可能となる。ただし、いずれの場
合においても、単量体へ4a、MbおよびMeの単独重
合体Pa%Pb%Pc の屈折率をそれぞれNa、Nb
%Nc とした場合に、NbがNaよりも大きければN
cもNaよりも大きく、逆にNbがNaよりも小さい場
合には、NcもNaより小さいような組合せを選ばなけ
れば、所望の屈折率分布は得られない。
In such a case, even a compound in which the monomer Mc is a gas at room temperature can be used. However, in any case, the refractive index of the monopolymer Pa%Pb%Pc of 4a, Mb and Me is changed to Na, Nb, respectively.
%Nc, if Nb is larger than Na, N
If c is also larger than Na and conversely Nb is smaller than Na, the desired refractive index distribution cannot be obtained unless a combination is selected in which Nc is also smaller than Na.

気相室03)での加熱重合後、母材(7)はさらに窒素
置換されている熱処理管(151に導かれて、加熱重合
を完結される。この熱処理管(19はヒータ(161に
よって加熱されているが、このヒータ(161の温度を
装置の下部から上部へと段階的に高温にしていくことに
よって、温度勾配を形成させるようにしてもよい。また
この熱処理管O印にも単量体Mbの蒸気が導入されてい
てよい。
After heating and polymerizing in the gas phase chamber 03), the base material (7) is further led to a heat treatment tube (151) which is purged with nitrogen to complete the heating polymerization. However, it is also possible to form a temperature gradient by increasing the temperature of this heater (161) stepwise from the bottom to the top of the device. Mb vapor may be introduced.

こうして得られる光伝送体θ印の屈折率は、後述するよ
うtこ単量体Mal単量体Mbとの組合せによって、中
心軸からの距離の二乗にほぼ比例して半径方向に連続的
に増大あるいは減少する屈折率勾配を有している。この
屈折率は光伝送体の長さ方向には変化せず一定である。
The refractive index of the optical transmission body θ obtained in this way increases continuously in the radial direction approximately in proportion to the square of the distance from the central axis due to the combination of t monomer Mal and monomer Mb, as will be described later. Alternatively, it has a decreasing refractive index gradient. This refractive index does not change in the length direction of the optical transmission body and remains constant.

上述した実施例では、母材を形成させる工程、単量体M
bを拡散させる工程および熱処理工程をすべて連続的に
行っているから、均一な特性を有しかつ品質の一定な光
伝送体が製造可能となる。しかし、冒頭に述べた従来例
と同様に夫々の工程を別々に行うバッチ方式にもこの発
明の製造方法は適用可能である。
In the embodiments described above, the step of forming the base material, the monomer M
Since the process of diffusing b and the heat treatment process are all carried out continuously, it is possible to manufacture an optical transmission body with uniform characteristics and constant quality. However, like the conventional example mentioned at the beginning, the manufacturing method of the present invention is also applicable to a batch method in which each step is performed separately.

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。
In the method of this invention, a monomer that can be polymerized to produce a transparent network polymer Pa having a 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 multiple types of monomers.

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。
Such monomers Ma each have two or more groups containing double bonds, such as allyl groups, acrylic acid groups, methacrylic acid groups, and vinyl groups, or two or more of these groups.
Monomers having more than one type at the same time are preferred. Next, specific examples of 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;トリメリド酸トリアリル、
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, diethylene glycol bisallyl carbonate; triallyl trimellidate,
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。 ウ R1およびR3がいずれもビニル基、1クリル基、ビニ
ルエステル基、才たはメタクリル基である化合物;R1
およびR3のいずれか一方がビニル基、基の4つの基の
うちのいずれかであり、他方が残りの6つの基のうちの
いずれかである化合物。ことでR2は以下に示される2
価の基のうちから選択できる。
(2) A compound represented by R1-R2-R3 and a mixture thereof. A compound in which both R1 and R3 are a vinyl group, a 1-acrylic group, a vinyl ester group, a monoacrylic group, or a methacrylic group; R1
and a compound in which either one of R3 is a vinyl group or one of the four groups, and the other is one of the remaining six groups. Therefore, R2 is 2 shown below.
can be selected from among the valence groups.

I( C− H3 −(CI(2C)120+−C112CH2−(m=0
〜20)1 一σ?H,)−(p=3〜15) (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。
I(C- H3-(CI(2C)120+-C112CH2-(m=0
~20) 1 σ? H,)-(p=3-15) (3), a mixture of the monomers (1) and (2) above, or five types of monovinyl compounds, vinyl esters, acrylic esters, and methacrylic esters A mixture of at least one of the above and the monomer (1) or (2) (or a mixture thereof).

この発明において、単量体Mb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を有する透明な重合体Pbを形成するものが選ば
れる。この単量体Mb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(lNa−Nbl)
は0.005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M
b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
5 mm Hg 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MbO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、ブタジェンおよ
びこれらの混合物が挙げられる。
In this invention, the monomer Mb is selected from a monomer which forms a transparent polymer Pb having a refractive index Nb greater than or less than the above-mentioned refractive index Na when it is polymerized. This monomer Mb may be a single monomer or a mixture of multiple types of monomers. The polymer Pb may be either a network polymer or a linear polymer. When the refractive index Nb is smaller than the refractive index Na, the resulting optical transmission body has a convex lens effect with a refractive index distribution as expressed by the above equation (1). Conversely, when the refractive index Nb is larger than the refractive index Na, an optical transmission body having a concave lens effect can be obtained with the refractive index distribution expressed by the above equation (3). The difference in these refractive indexes (lNa-Nbl)
is preferably 0.005 or more; if this difference is too small, the desired refractive index gradient cannot be obtained. In addition, monomer M
b preferably has a relatively high vapor pressure, especially when diffused in the gas phase, for example preferably has a saturated vapor pressure higher than 5 mm Hg at the diffusion temperature. Examples of such monomeric MbO include styrene, methacrylates, acrylates, vinyl acetate, vinyl chloride, acrylonitrile, butadiene, and mixtures thereof.

この発明の網状重合体Paと単量体Mbとの組合せの好
ましい例としては後述するような低色収差の光伝送体の
製造に適したものの他をこ次のような糾合せが挙げられ
る。まずNa ) Nbの場合、フタル酸ジアリル重合
体−メタクリル酸メチル、フタル酸ジアリル重合体−ア
クリル酸メチルとメタクリル酸メチルとの混合物、イソ
フタル酸ジアリル重合体−メタクリル酸メチル、フタル
酸ジアリル重合体とスチレンとの共重合体−メタクリル
酸エステル、イソフタル酸ジアリルとスチレンとの共重
合体−アクリル酸エステル、フタル酸ジビニルと安息香
酸ジビニルとの共重合体−メタクリル酸エステル、イソ
フタル酸ジビニルと安息香酸ビニルとの共重合体−メタ
クリル酸エステル、安息香酸ビニルきイソフタル酸ジア
リルとの共重合体−メタクリル酸エステルなどである。
Preferred examples of the combination of the network polymer Pa and the monomer Mb of the present invention include those suitable for producing a light transmitting body with low chromatic aberration as described below. First, in the case of Na) Nb, diallyl phthalate polymer - methyl methacrylate, diallyl phthalate polymer - a mixture of methyl acrylate and methyl methacrylate, diallyl isophthalate polymer - methyl methacrylate, diallyl phthalate polymer and Copolymer with styrene - methacrylic acid ester, copolymer with diallyl isophthalate and styrene - acrylic acid ester, copolymer with divinyl phthalate and divinyl benzoate - methacrylic acid ester, divinyl isophthalate and vinyl benzoate These include copolymers with vinyl benzoate and diallyl isophthalate and methacrylic esters.

また、Na(Nbの場合の例は、ジエチレングリコール
ビスアリルカーボネート重合体−スチレン、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート重合体−イソフタル
酸ジアリルなどである。
Examples of Na (Nb) include diethylene glycol bisallyl carbonate polymer-styrene, diethylene glycol bisallyl carbonate polymer-diallyl isophthalate, and the like.

また、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との組合せとしては、次
のようなものが例示できる。
In addition, the following combinations of monomers Ma and monomers Mb are particularly suitable for manufacturing a synthetic resin optical transmission body with low chromatic aberration.

(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)。
(a) Diethylene glycol bisallyl carbonate as Ma, 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) (more preferably 70% by weight or more).

Mbとして、化合物(A): CH2=C−COOY −−−−−−−−−−・−(A
)〔式中、Xは水素原子またはメチル基、Yはフェニル
基、メチルフェニル基、ビニル基 i−プ+CH2CH
20)CH3(z=1〜3)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。
As Mb, compound (A): CH2=C-COOY
) [wherein, X is a hydrogen atom or a methyl group, Y is a phenyl group, a methylphenyl group, a vinyl group
20) Represents a group selected from the group consisting of CH3 (z=1-3). ] A compound represented by or a mixture thereof.

(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tS以上であるのが好ましい)。Mbとして、化合物
(B) CH2= C−C00Y ・・・・・・・・・・・・(
B)〔式中、Xは水素原子またはメチル基であり、Yは
−(CF2)iF (i = 1〜6 ) 、−CI4
2(CF2)jH(j=1−s)、−印、CH20CH
2CF3、− (CH,、CH20)kCF2CF2H
(k = 1〜4)、−(CH2CH20CH2(CF
 2)ノF(l=1〜6)、−CH2(CF2) 0(
CF2) F (m = 1〜2、n=1m n 〜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ッ素アルコー
ルエステルや、上記一般式(駒においてYが−8i (
OC2H5) Sである化合物(C1゜(C)、単量体
Maとしてジエチレングリコールビスアリルカーボネー
トと上記化合物(13+tたけ(q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]i量チ以上であるのが好ましい)
。単量体Mbとして上記化合物(A)。
(b) Diethylene glycol bisallyl carbonate as Ma, or a mixture thereof with methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl methacrylate or t-butyl methacrylate (however, the amount of diethylene glycol bisallyl carbonate in this mixture is 10
(Preferably, it is at least 100% tS). As Mb, compound (B) CH2= C-C00Y ・・・・・・・・・・・・(
B) [In the formula, X is a hydrogen atom or a methyl group, and Y is -(CF2)iF (i = 1-6), -CI4
2 (CF2)jH (j=1-s), - mark, CH20CH
2CF3, - (CH,,CH20)kCF2CF2H
(k = 1~4), -(CH2CH20CH2(CF
2) NoF (l=1 to 6), -CH2(CF2) 0(
CF2) represents a group selected from the group consisting of F (m = 1 to 2, n = 1 m n to 4). ] or a fluorine-containing alcohol ester of methacrylic acid or acrylic acid, or a fluorine-containing alcohol ester of methacrylic acid or acrylic acid;
OC2H5) S compound (C1゜(C), monomer Ma is a mixture of diethylene glycol bisallyl carbonate and the above compound (13+t)(q) (however, the amount of diethylene glycol bisallyl carbonate in this mixture is 10]i (It is preferable that the amount is at least 100%)
. The above compound (A) as monomer Mb.

この発明の単量体Meは、単量体Mbと同一または異な
る単量体であって屈折率Ncの重合体Pcを生成するも
のである。この単量体Mcも単一の単量体および複数種
の単量体の混合物のいずれであってもよく、また単量体
Nb(!:l、て例示された上記化合物の何れも単量体
Mcとして使用可能である。そして、特に蒸気圧が高い
ものが好適である。
The monomer Me of this invention is the same or different from the monomer Mb, and produces a polymer Pc having a refractive index Nc. The monomer Mc may be either a single monomer or a mixture of multiple types of monomers, and the monomer Nb (!:l, It can be used as body Mc.Those with particularly high vapor pressure are suitable.

次に、この発明の具体例を示す。Next, a specific example of this invention will be shown.

具体例1 重合開始剤として3.(コ重量%の過酸化ベンゾイル(
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(CR・−59)を75林Cで65分間加
熱して予備重合し、ゲル化直前で流動性を保持している
プレポリマーを得た。このプレポリマーの粘度は20C
で1015 cpであり、上記(4)式におけるKおよ
びnの値はそれぞれ2.57x10 cm dyne 
sec および1.21 テあツタ。コノプレポリマー
(1)を第1図に示す装置の押出し器(2)に入れ、加
熱ジャケット(3)を貫通しているテフロンチューブ(
4)(直径4mm、長さ200mm)の中へ6、3X 
i Oml/min の一定流量で連続的に送り込んだ
、。加熱ジャケット(3)には上部に78′Cの温水(
5)、下部に58′cの温水(6)をそれぞれ流すこと
によって温度勾配を形成させた。テフロンチューブ(4
)中を40分間で通過する間に、プレポリマー(1)は
ゲル化し、4mmφの母材(7)に成形された。この母
材(7)はアセトンに不溶な成分(網状重合体部分)2
5重量%、アセトンに可溶だがメタノールに不溶の成分
(線形重合体部分)5重量%、アセトンとメタノールの
両方に可溶な成分(単量体および低分子量プレポリマ一
部分)70重量%から成っていた。
Specific example 1 3. As a polymerization initiator. (wt% benzoyl peroxide (
Diethylene glycol bisallyl carbonate (CR-59) in which BPO) was dissolved was prepolymerized by heating at 75 Hayashi C for 65 minutes to obtain a prepolymer that maintained fluidity just before gelation. The viscosity of this prepolymer is 20C
is 1015 cp, and the values of K and n in the above equation (4) are each 2.57x10 cm dyne
sec and 1.21 Te Atsuta. The conoprepolymer (1) is placed in the extruder (2) of the apparatus shown in Figure 1, and the Teflon tube (
4) (Diameter 4mm, length 200mm) 6, 3X
It was fed continuously at a constant flow rate of i Oml/min. The heating jacket (3) has 78'C hot water (
5) A temperature gradient was created by flowing hot water (6) at 58'c in the lower part. Teflon tube (4
) for 40 minutes, the prepolymer (1) gelled and was molded into a base material (7) with a diameter of 4 mm. This base material (7) is acetone-insoluble component (reticular polymer part) 2
5% by weight of components soluble in acetone but insoluble in methanol (the linear polymer portion), and 70% by weight of components soluble in both acetone and methanol (the monomer and the low molecular weight prepolymer portion). Ta.

次いで、母材(力を引き上げ装置によって0.25cr
VI分の一定速度で拡散装置(8)に導入した。液相拡
散室(9)には、メタクリル酸−1,1,3−)リハイ
ドロバーフルオロプロピル(dFMA)を1.0711
J/分の一定流速で流入させた。この4FMAは重合禁
止剤を添加しないで用いた。また、このJFMA中に2
00m11分の流量で窒素をバブルさせることにより、
4FMA の蒸気を発生させて、気相室(131を4F
MAの蒸気で満たした。液相拡散室(9)の温度は70
Cとし、また気相室03)は80Cの温水を外側管に流
すことにより加温されていた。4FMAの蒸気は真空ポ
ンプによって8001nl1分の流量で回収され、トラ
ップ中で液化された。液化した4FMAおよび液相拡散
室a9から流出した4FMAはほとんど重合しておらず
、そのま才繰返し使用できた。なお、気相室a3には予
め1.ooomty分の流量で窒素ガスを流入させて窒
素置換しておいた。
Then, the base material (0.25 cr by a force pulling device)
It was introduced into the diffuser (8) at a constant speed of VI minutes. In the liquid phase diffusion chamber (9), 1.0711% of methacrylic acid-1,1,3-rehydrofluoropropyl (dFMA) was added.
The flow rate was constant at J/min. This 4FMA was used without adding a polymerization inhibitor. Also, during this JFMA, 2
By bubbling nitrogen at a flow rate of 00m11 minutes,
Generate 4FMA of steam and move the gas phase chamber (131 to 4F
Filled with MA vapor. The temperature of the liquid phase diffusion chamber (9) is 70
C, and the gas phase chamber 03) was heated by flowing hot water of 80 C through the outer tube. The 4FMA vapor was collected by a vacuum pump at a flow rate of 8001 nl/min and liquefied in the trap. The liquefied 4FMA and the 4FMA flowing out from the liquid phase diffusion chamber a9 were hardly polymerized and could be used repeatedly as they were. Note that 1. Nitrogen gas was introduced at a flow rate of oomty for nitrogen replacement.

母材(7)を液相拡散室(9)に約5分間、気相室0:
1に約30分間滞留させる間に、JFMAを拡散させ、
その一部を加熱重合させた。
The base material (7) is placed in the liquid phase diffusion chamber (9) for about 5 minutes, and the vapor phase chamber 0:
Diffuse JFMA while staying in 1 for about 30 minutes,
A part of it was polymerized by heating.

拡散装置(8)を経た母材(7)を、続いて窒素置換し
た熱処理管0滲に送り込んだ。この熱処理管(+4)を
、ヒータ(6)によって下部から、順次9 D C,1
10tr。
The base material (7) that had passed through the diffusion device (8) was then fed into a heat treatment tube that was purged with nitrogen. This heat-treated tube (+4) is heated sequentially from the bottom by the heater (6) to 9 D C, 1
10tr.

120r、130Cに加熱し、温度勾配を形成させた。It was heated to 120r and 130C to form a temperature gradient.

この熱処理管0委内で母材を6時間熱処理して重合を完
結させた。
The base material was heat treated in this heat treatment tube for 6 hours to complete polymerization.

このようにして連続的に作製した直径4Mの棒状体から
は、均一な光学性能を有する棒状凸レンズ、すなわち所
望の光伝送体が得られた。この棒状体は、上記(1)式
中のAの値が2.22X10 mmの光伝送体であり、
この棒状体中を蛇行して進行する光束の周期L(式(2
)〕は42.5 mmであった。
From the rod-shaped bodies having a diameter of 4M that were continuously manufactured in this manner, a rod-shaped convex lens having uniform optical performance, that is, a desired light transmission body was obtained. This rod-shaped body is an optical transmission body in which the value of A in the above formula (1) is 2.22 x 10 mm,
The period L of the light flux that meanders through this rod-shaped body (Equation (2)
)] was 42.5 mm.

また、この棒状体にはほとんど外周部まで式(1)で表
わされるような屈折率分布が形成されていたので、周辺
部を削り落さず必要がなかった。さらに。
Moreover, since this rod-shaped body had a refractive index distribution expressed by the formula (1) almost up to the outer periphery, there was no need to shave off the periphery. moreover.

凸レンズとしての評価の値、開口数NAも045と大き
かった。
The evaluation value as a convex lens and the numerical aperture NA were also large at 045.

具体例2 0.10重量%のBPO及び0.50重量%の四臭化炭
素(CBr4 )を溶解させたエチレングリコールジメ
タクリレート(EDMA)を窒素雰囲気下45Cで50
分間加熱して、20Cでの粘度が930 cp。
Specific Example 2 Ethylene glycol dimethacrylate (EDMA) in which 0.10% by weight of BPO and 0.50% by weight of carbon tetrabromide (CBr4) were dissolved was heated to 50% by weight at 45C under nitrogen atmosphere.
Viscosity at 20C is 930 cp after heating for minutes.

K=3.23 X 10 cm dyne sec 、
およびn=1.19(7)プレポリマーを得た。
K=3.23 x 10 cm dyne sec,
and n=1.19 (7) prepolymers were obtained.

得られたプレポリマー(1)を、具体例1と同様に押出
し器(2)に入れ、さらに、上部に60′Cの温水(5
)、下部に30trの温水(6)をそれぞれ流した加熱
ジャケット(3)を貫通しているテフロンチューブ(内
径4mm、長さ96 mm ) (4)に6.0X10
 ml1分の一定流量で連続的に送り込んだ。このテフ
ロンチューブ(4)を通過する間に、プレポリマー(1
)はゲル化して直径4 mmの円筒状で透明な母材(7
)屹成形された。この母材(7)はアセトンに不溶の成
分(網状重合体部分)15.5重量%、アセトンに可溶
でかつメタノールに不溶の成分(線形重合体部分〕0.
3重量%、およびアセトンとメタノールの両方に可溶の
成分(単量体および低分子量プレポリマー)84.2重
量%からなっていた。
The obtained prepolymer (1) was put into an extruder (2) in the same manner as in Example 1, and then hot water at 60'C (5
), Teflon tube (inner diameter 4 mm, length 96 mm) passing through the heating jacket (3) in which 30 tr of hot water (6) was flowed at the bottom (4) of 6.0X10
It was fed continuously at a constant flow rate of 1 ml/min. While passing through this Teflon tube (4), the prepolymer (1
) gelled to form a transparent cylindrical base material (7 mm in diameter).
) was molded. This base material (7) contains 15.5% by weight of a component insoluble in acetone (reticular polymer portion) and 0.5% by weight of a component soluble in acetone and insoluble in methanol (linear polymer portion).
3% by weight and 84.2% by weight of components (monomers and low molecular weight prepolymers) soluble in both acetone and methanol.

この母材(7)を、続いて4FMAが1.0ml/分の
一定流量で注入されている液相拡散室(9)に送り込ん
だ。
This base material (7) was subsequently fed into a liquid phase diffusion chamber (9) into which 4FMA was injected at a constant flow rate of 1.0 ml/min.

この液相拡散室(9)の温度は6Orであった。この液
相拡散室(9)に約5分間滞留させる間に、母材(力に
dFMAを拡散させた。また、JFMA中(深さ24m
m )に、200m1/分の流量で窒素をバブルさせる
ことにより、4FMAを蒸発させて気相室(13)を4
FMAの蒸気で満たした。さらに、この4FMAの蒸気
を8[IQml/分の流量で回収した。気相室03)は
外側管(長さ72mm)に流した65rの温水で加熱さ
れていた。この気相室Q3)に、母材(力を約15分間
滞留させた。
The temperature of this liquid phase diffusion chamber (9) was 6Or. While staying in this liquid phase diffusion chamber (9) for about 5 minutes, dFMA was diffused into the base material (at a depth of 24 m).
m), 4FMA is evaporated by bubbling nitrogen at a flow rate of 200ml/min, and the gas phase chamber (13) is
Filled with FMA vapor. Furthermore, this 4FMA vapor was collected at a flow rate of 8 [IQml/min]. The gas phase chamber 03) was heated with 65r hot water flowing through an outer tube (72 mm in length). The base material (force) was retained in this gas phase chamber Q3 for about 15 minutes.

4FMAを拡散させ一部重合させた後、母材(力を熱処
理管αaに導いて加熱重合を完結させた。この熱処理管
を、ヒーター餞によって、65 r、70C。
After 4FMA was diffused and partially polymerized, heating polymerization was completed by introducing force into the base material (heat-treated tube αa). This heat-treated tube was heated to 65 r and 70 C using a heater.

85Cおよび100Cに加熱することによって温度勾配
を形成させた。このようにして所望の棒状光伝送体が連
続的に製造できた。この光伝送体では、屈折率分布を有
する部分の半径が1.68 mm(全体の69%)であ
り、A=3.03X10 mm 。
A temperature gradient was created by heating to 85C and 100C. In this way, desired rod-shaped light transmitters could be continuously manufactured. In this optical transmission body, the radius of the portion having the refractive index distribution is 1.68 mm (69% of the whole), and A=3.03×10 mm.

n=36.1mmであった。また中心の直径2.7 m
mの部分は開口数NA=0.36の棒状凸レンズであっ
た。
n=36.1 mm. Also, the center diameter is 2.7 m.
The part m was a rod-shaped convex lens with a numerical aperture NA=0.36.

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

第1図はこの発明の製造方法を実施するの化使用可能な
製造装置の一例を示す縦断面図、第2図は第1図に示し
た製造装置の部分拡大図である。 なお図面に用いた符号tこおいて、 (1)・・・・・・・・・・・・プレポリマー(2)・
・・・・・・・・・・・押出し器(3)・・・・・・・
・・・・・加熱ジャケット(4)・・・・・・・・・・
・・テフロンチューブ(7)・・・・・・・・・・・・
母材 (8)・・・・・・・・・・・・拡散装置(9)・・・
・・・・・・・・・液相拡散室QO)・・・・・・・・
・・・・気相室α枦・・・・・・・・・・・熱処理管 −・・・・・・・・・・・・光伝送体 である。 代理人 土産 勝 〃 常包芳男 〃 杉浦俊貴 第1図 ↑ 1g 77′/ //7 特開昭GO−125(17(10) 第2図 、/プ創「、7
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a manufacturing apparatus that can be used to carry out the manufacturing method of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view of the manufacturing apparatus shown in FIG. In addition, considering the symbol t used in the drawings, (1)... Prepolymer (2)
・・・・・・・・・・・・Extruder (3)・・・・・・
・・・・・・Heating jacket (4)・・・・・・・・・・・・
・・Teflon tube (7)・・・・・・・・・・・・
Base material (8)... Diffusion device (9)...
......Liquid phase diffusion chamber QO)...
... Gas phase chamber α ... Heat treatment tube - ... Light transmission body. Agent Souvenir Katsu〃 Yoshio Tsunekako〃 Toshiki Sugiura Figure 1↑ 1g 77'/ //7 Japanese Patent Publication Sho GO-125 (17 (10) Figure 2, / Pusou", 7

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)A折率Naの網状重合体Paを生成する単量体M
aの不完全な重合を行って自己保形性を有する母材を形
成し、屈折率Naとは異なる屈折率Nbを有する重合体
Pbを生成しかつ液体状態にある単量体Mbを、前記母
材の表面に接触させてその内部へ拡散させ、その後に加
熱重合させるようにした屈折率分布を有する合成樹脂光
伝送体の製造方法において、前記加熱重合の少くとも初
期の段階を、単量体Mbと同一または異なる単量体Me
であって、(al、Nc = Nb (b)、Nc (NaおよびNb (Na(C)、Nc
 :> NaおよびNb ) Naなる(a)〜(C)
の条件の何れか1つを満足する屈折率Ncを有する重合
体Pcを生成する気体状または霧滴状の単量体Mcを含
有する雰囲気中で行うことを特徴とする合成樹脂光伝送
体の製造方法。
(1) Monomer M that produces a network polymer Pa with an A refraction index of Na
The monomer Mb in a liquid state is formed by incomplete polymerization of a to form a base material having self-shape retention, and produces a polymer Pb having a refractive index Nb different from the refractive index Na, and is in a liquid state. In a method for manufacturing a synthetic resin optical transmitter having a refractive index distribution, which is brought into contact with the surface of a base material and diffused into the interior thereof, and then heated and polymerized, at least the initial stage of the heating polymerization is performed using a monomer. Monomer Me that is the same as or different from the body Mb
, (al, Nc = Nb (b), Nc (Na and Nb (Na(C), Nc
:> Na and Nb) Na (a) to (C)
A synthetic resin optical transmitter characterized in that the process is carried out in an atmosphere containing a gaseous or mist-like monomer Mc that produces a polymer Pc having a refractive index Nc that satisfies any one of the following conditions. Production method.
(2)、単量体Mcが、少くともその飽和濃度の20%
に相当する量含有されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の合成樹脂光伝送体の製造方法。
(2), the monomer Mc is at least 20% of its saturation concentration;
The method for manufacturing a synthetic resin light transmitting body according to claim 1, wherein the amount of the synthetic resin light transmitting body is contained in an amount corresponding to .
(3)、単量体Mcが単量体Mbと同一であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の合成樹脂光伝送
体の製造方法。
(3) The method for manufacturing a synthetic resin optical transmission body according to claim 1, wherein the monomer Mc is the same as the monomer Mb.
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DE8484304531T DE3466660D1 (en) 1983-07-02 1984-07-02 Method and apparatus for producing light transmitting article of synthetic resin
EP84304531A EP0130838B1 (en) 1983-07-02 1984-07-02 Method and apparatus for producing light transmitting article of synthetic resin
US06/827,468 US4689000A (en) 1983-07-02 1986-02-10 Apparatus for producing light transmitting article of synthetic resin

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS525857A (en) * 1975-07-01 1977-01-17 Nippon Zeon Co Ltd Cross-linkable halogen-containing polymecomposition

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS525857A (en) * 1975-07-01 1977-01-17 Nippon Zeon Co Ltd Cross-linkable halogen-containing polymecomposition

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