JPS60149414A - 屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法 - Google Patents

屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法

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JPS60149414A
JPS60149414A JP647884A JP647884A JPS60149414A JP S60149414 A JPS60149414 A JP S60149414A JP 647884 A JP647884 A JP 647884A JP 647884 A JP647884 A JP 647884A JP S60149414 A JPS60149414 A JP S60149414A
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大塚 保治
Yasuhiro Koike
康博 小池
Yuichi Aoki
裕一 青木
Akio Takigawa
滝川 章雄
Koichi Maeda
浩一 前田
Ikuo Tago
田子 育良
Motoaki Yoshida
元昭 吉田
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法
に関するものである。
近年、球面レンズの収差補正を光軸方向に屈折率分布を
つけることに依って行なう事が提案され(1) ており、たとえば、球面と平面に依って形成された凸レ
ンズに於いては、光軸方向の屈折率分布が、次に示す式
(1)又は(,2) n (Z) = no (/−TZ) (1) +n 
(z ) = n o V7:FW(j )を満たす様
であれば、球面収差が飛躍的に向上することか理論的に
示されている。この様な屈折率分布を形成する為には、
素材の組成分布を形成すれば良く、たとえば無機ガラス
を使用する場合にはイオン交換やOVD、有機ガラスを
使用する場合には2段階共重合の様な方法が知られてい
る。
しかしながら無機ガラスを使用する場合、イオン交換に
してもOVDにしても、莫大な熱や真空の設備を必要と
し、余り実用的ではない。従って、上記のような屈折率
分布をもった球面レンズ素材を製造するKは、有機ガラ
スが好適である。ところで、前記の2段階共重合法とは
、架橋性重合体(2) を形成する単量体を半ば重合させてゲル状態にしておき
、その表面から別の単量体をゲル物体内へ拡散させて単
量体組成分布を形成し、次いで重合を完結させることに
依って単量体組成分布を固定するものであり、上記物体
を製造することができる(特公昭j2−5ざ57)がこ
の方法では屈折率分布の等分布面形状が一様な平面とな
らず局部的な歪みを生じやすい。
すなわち、ゲル状態の物体表面は比較的大きい凹凸を有
しているため、このゲル体面から単量体を拡散さすると
拡散単量体の等濃度面、言い換えれば等屈折率分布面は
上記のゲル体表面凹凸に従った歪みのある分布面となり
、さらに単量体拡散に伴なって上記ゲル体が膨潤して等
屈折率分布面の歪みは一層拡大されるという問題がある
本発明の目的はこの様な屈折率一様な通常のプラスチッ
クレンズの欠点を大幅に改善し得る屈折率分布を有した
合成樹脂物品を高精度で製造することのできる方法を提
供することである。
上記の目的を達成する本発明方法は、 (3) (a) 重合体になった時の屈折率及び単量体反応性比
が異なる、少くとも2種の単量体を含む単量体混合物を
容器中に保持する工程、および、(b) その容器中の
単量体混合物の各部分に加わるエネルギーが重力及び慣
性力に依るもの以外(d実質的に均一である様な条件に
静置する等により重合反応を遍在的に進行させて、析出
する重および、 (c) ゲル状態となった単量体混合物を最終的に加熱
して重合を完結させる工程 を含む屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法を要
旨としている。
また、本発明方法如よれば、当初の析出重合体層は容器
壁面上に形成され、後はこの重合体層上に順次屈折率の
異なる重合体層が析出積層していくので、上記容器壁を
充分に平滑な面にしておけばこの容器壁面に沿った局部
歪みのない均一な等屈折率分布面を得ることができ、こ
のように容器(1 壁面を高度の平滑面とすることは前述した二段階共重合
法のようにゲル体表面を平滑化する場合に比べて極めて
容易である。
本発明に使用される単量体混合物に含まれる単量体は複
数であれば何種類でも良いが、その中で少くとも2種類
は次の様な条件を満たしていなくてはならない。
以下、本発明に関して詳細に説明する。本発明は基本的
には重合体になった時の屈折率及び単量体反応性比が異
なる2種以上の単量体の重合反応に於ける知見を基礎に
完成されたものである。
すなわち、下記条件を満足するようなX種類(Xはすく
なくとも3)の単量体M1.M2.M3・・・・MXの
混合物を上記特許に記載の重合方法によって重合する。
一般に多元共重合反応では次のようになる。生長反応−
m M i W!+ M J−MJ7 の速度定数をK
IJとすれば反応性比R1jは Rij −Kii/Kij と定義され、X元弁重合にはX(X−/)個の反(j) 応性比がある。
本発明の単量体の組合せが満足すべき条件を示す。いま
、二つの整数l、jは/≦1およびJ≦X。
i (jなる関係があるとき (1)反応性比に関して ここで(Mi/Mj) は単量体Miと単量体Mjの混
合モル比である。
(2)屈折率に関して (2a)Ni (Miホモポリマーの屈折率)<Nj(
Mjホモポリマーの屈折率) 又は、 (2b) Ni (・・・・・・・・・・・・)>Nj
(・・・・・・・・・・)である必要がある。
X=3の場合について具体的に説明する。三元共重合で
は次の9種類の生長反応が競合しておこる。
′〜−M1※十町→−M18(速度定数に11)※ ※ 、AMMl +M2→/LA#M2 (、、K12)I
AM、M1※十M3→・バー・M3※(、、K13)(
t’1 〜へM2※+M1−→〜〜・Ml (速度定数に21)
※ ※ 〃へM2 +M2→―M2 (〃 K22)※ ””M2 +M3→ ・端M3 (” K23)※ ※ 〃\M3 +M1−→ ””−Ml (” K31)※
 ※ 々−M3 十M2→ リーM2 (” K32)※ MへM3 +M3→黄M3 (” K、33)本発明の
単量体M 1 + M2 + M3 の組合せが満たす
べき条件は (1)反応性比に関して ここで(Mi/Mj)m は単量体Miと単量体Mj(
7) の混合モル比である。
(2)屈折率に関して (,2a) 111 (Mlホモポリマーの屈折率)<
n2 (M2ホモポリマーの屈折率) < n 3 (
、M3ホモポリマーの屈折率) 又は、 (L2b) nl> 1’12 > n3となる。こと
でn3−n3 および n2−nlはともにすくなくと
もo、oosであることが好ましい。
1 条件(1)は玉元共重合の進行とともに最初単量体M1
が急速に重合し、欣いで単量体M2が重合し、単量体M
3が最も遅れて重合することを示している。言い換えれ
ば重合初期に生成する共重合体は単量体M1を多量に含
んでいるが、重合の進行につれてMlの含有量は急速に
低下し、かわって単量体M2の含有量が増加する。更に
重合が進行すればM2の含有量も低下し、単量体M3の
含有量が増加することとなる。ここで条件(,2a)が
満足されておれば、重合の進行とともに生成する共重合
体の屈折率が増すが、単量体の種類、単量体の仕込比を
調節することにより、共重合体の屈折率(ざ) を重合転化率とともに広い転化率の範囲にわたっが満足
されていれば共重合体の屈折率は重合転化率とともに低
下する。
2種類の単量体M1+ M2の組合せの場合には反応性
に関して(lI)式が成立すればよい(ただしこの場合
Y12.γ21はそれぞれYl、Y2と表わすのが普通
である)。
本発明においては、生成した共重合体と残存単量体との
親和性が乏しいような単量体系を選ぶのが望ましい。重
合反応は系内の全域にわたって等しい速度で進行するか
ら、重合熱の発生は系内のあらゆる場所で等しく、温度
の不均一を生ずることはなく、したがって対流は起り得
ない。
析出共重合体が対流によって移動させられることはない
。析出共重合体は重力および/または慣性力の作用によ
って沈降するので重合反応の進行とともに重合体層(単
量体が含まれている)が形成され、組成分布、ひいては
屈折率分布が形成される。屈折率に関して(2a)の条
件が満足される単(9) 条件(2b)の場合にはこの逆となる。
本発明に使用することができる単量体としては、透明な
重合体を形成する単量体であることが好ましいが、単一
重合体が例えば高度の結晶性の為に不透明になり易くて
も、共重合した場合に透明になる様であれば、用いるこ
とができる。この様な単量体としては、ビニル基、アク
リル基、メタクリル基、アリル基などの重合性二重結合
を1種又は2種以上有した化合物が好適であり、例を挙
げれば、塩化ビニル、酢酸ビニル、スチレン、フェニル
酢酸ビニル、安息香酸ビニル、弗化ビニル。
ビニルナフタレン、弗化ビニリデン、塩化ビニリデン、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク’)ル酸λ
、、2.2−)リフロロエチル、アクリル酸ベンジル、
アクリル酸フェニル、アクリル酸ナフチル、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリロニトリル、メ
タクリル酸2.λ、λ−トリフ0ロエチル、メタクリル
酸フェニル、メタ(lO) クリル酸ベンジル、メタクリル酸す7チル、メタクリル
酸/、/、、?−)リヒドロバーフロロプロビル、安息
香酸アリル、フェニルアリルエーテル。
メタクリロニトリル、α−メチルスチレン、パラクロロ
スチレン、ブタジェン、/、S−へキサジエン、アクリ
ル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、フタル酸ジビニル、
イソフタル酸ジビニル、ジビニルベンゼン、ジビニルナ
フタレン、エチレングリコールジビニルエーテル、α−
ナフトエ酸ビニル。
β−ナフトエ酸ビニル、フタル酸ジアリル、イソフタル
酸ジアリル、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、
メタクリル酸β−メタリル、無水メタクリル酸、ジエチ
レングリコールビスアリルエーテル、ジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート、テトラエチレングリコー
ルジメタクリレート、ビスフェノールAジメタクリレー
ト、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、ジフェニルジアリルシラン、ジフェニ
ルジビニルシランなとでアル。
この様な単量体の中から反応性比ならびに屈折率の条件
を満たす単量体を選び、その混合物に、過酸化物やアゾ
化合物などの熱ラジカル開始剤を加えても良い。たとえ
ば過酸化ベンゾイル、アゾビスt−ブタン、アゾビスイ
ソブチロニトリルなどである。
単量体混合物は成形型に入れられ、所定の形状に保持さ
れる。例えば第1図に示すように金属。
ガラス等からなるレンズ成形型2内に液状の単量体混合
物lを充填し、そのレンズ中心軸3を垂直にして静置す
る。第2図は平板状のレンズ素材を成形する例を示す。
単量体混合物を充填した成形型は、その各部分に加わる
エネルギーが重力及び慣性力を除いて実質的に均一であ
る様な条件下に静置される。すなわち、一方向から光が
照射されたり、近傍に発熱体のない様な条件である。熱
を加える場合には周囲から均一に加わる様にし、昇温速
度も、容器の中心部と周辺部の熱媒に接触している部分
で温度勾配を生じない様な緩やかなものでなくてはなら
ない。この様な条件下では、容器内部の各部分に於いて
重合反応が実質的に均一に進行することになり、成る時
点をとってみればこの容器内のどこを見ても同一組成の
共重合体が形成中であることになる。
この様な条件に置かれた重合系に於いては、実質的に方
向性のある力としては重力のみが働いており、系内で形
成された重合体は重力に依って下の方へと沈み、底に析
出して行く。この際、遠心分離機などにかけると、勿論
慣性力の働く方向に析出する。従って、遠心分離機内で
の重合系の方向を変えると一方向のみでなく、容器内の
各部分で分布の方向が異なる物品を作ることもできる。
重合系内に於ける単量体混合物中での重合体の析出が完
了した後、重合を完結させるために加熱する。重合体の
析出は単に重合体のみでなく単量体を含んだ形で起こる
からである。
以上、屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法に就
いて詳しく説明したが、以下に実施例を用いて具体的に
本発明を解説する。尚、本発明は以下の実施例のみに限
定されるものではない。
実施例中、屈折率分布の測定は干渉顕微鏡を用(/3) いて行なった。
実施例/ エチレングリコールジメタクリレート(BDMA、)ト
2.2.2−)リフロロエチルメタクリレート(JPM
A)を等量混合し、それに過酸化ベンゾイル2%を添加
した。これを直方体のガラスセル内に注入して光が入ら
ない様にアルミホイールで包み20″Cで37日間放置
した。次にlio ’cで3日置き。
65℃で7日経過させたあと、セルよりとり出した。
その結果、底面より3mmの厚さにわたって屈折率差0
.0/が形成された。
実施例λ メタクリル酸メチル(MMA)、アクリル酸ペンシル(
BZA)、及びフェニル酢酸ビニル(VPAO)を3:
/:/の比率で混合し、過酸化ベンゾイルを0、t%添
加した。これをガラスセルに入れてアルミホイルで包み
1.200Cで61日間放置した。その後、110’c
xJ日−45°CX/日−25℃×72日−45’CX
j日の熱処理を行なった。
その結果第3図に示した様な屈折率分布が得られ(lダ
) た。
実施例3 ジエチレングリコールビス(アリルカーボネー))(O
R−jり)とメタクリル酸2..2.2−)リフロロエ
チルを7=、2の比率で混合し、過酸化ベンゾイルを0
13%添加した。これをガラスセル中に入れてアルミホ
イルで包み、室内に37日間放置した。その後、lIO
’c×3日−tS″CX/日の熱処理ていた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明でレンズ成形型内に単量体混合物を充填
した状態を示す断面図、第2図は他の成形型を使用した
例を示す断面図、第3図および第を図は本発明の実施例
2および3において成形された重合体の屈折率分布を示
すグラフである。 /・・・単量体混合物 2・・・成形型31拳レンズ中
心軸 (is) 第1図 第2図 手続補正書 昭和59年2月lり日 2 発明の名称 屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法3 補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府大阪市東区道修町≠丁目ざ番地名 称 
(1100) 日本板硝子株式会社代表者 刺 賀 信
 雄(他/名) を代理人 住所 東京都港区新橋5丁目/1番3号新橋住友ビル 日本板硝子株式会社 特許部 内 自 発 7 補正の内容 (])明細書第1頁にある特許請求の範囲全文を別紙の
通り補正する。 (2)明細書簡、tl第11行に「・・・はすくなくと
も3」とあるのを1・・・はすくなくとも!」と補正す
る。 (3)明細書簡ざ頁第7行に ln3−n2およびn2−nIJとあるのを[1n3−
n2 lおよびln2−nl l jと補正する。 (4)明細書第1タ頁第17行に「・・・を示すグラフ
である。」とあるのを[・・・を示すグラフであり、た
て軸は屈折率差△nをあられす。」と補正する。 (,2) 2、特許請求の範囲 重合体になった時の屈折率及び単量体反応性比が異なる
少くとも2種の単量体を含む単量体混合物を容器中に保
持する工程、およ(F1前記混合物中で重合反応を遍在
的に進行させて、析出する重陽 合体を重力および/または慣性力を用いて沈殿させ、単
量体混合物の全体をゲル状態とする工程、および、ゲル
状態となった単量体混合物を最終的に加熱して重合を完
結させる工程、 を含む屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 重合体になった時の屈折率及び単量体反応性比が異なる
    少くとも2種の単量体を含む単量体混合物を容器中に保
    持する工程、および、前記混合物中で重合反応を遍在的
    に進行させて、析出する重合体を動力および/または慣
    性力を用いて沈降させ、単量体混合物の全体をゲル状態
    とする工程、および、ゲル状態となった単量体混合物を
    最終的に加熱して重合を完結させる工程、 を含む屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法。
JP647884A 1984-01-18 1984-01-18 屈折率分布を有する合成樹脂物品の製造方法 Granted JPS60149414A (ja)

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