JP3005808B2 - 合成樹脂光伝送体の製造方法 - Google Patents
合成樹脂光伝送体の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、屈折率が一定方向に沿って連続的に変化す
る任意の屈折率分布を持つ透明な合成樹脂製の多モード
型光伝送体であるグレーデッドインデックス型光伝送体
を製造する方法に関するものである。さらに詳しくは、
容器璧を構成する透明重合体をモノマー中に溶解させな
がらモノマーを重合させ、それにより一定方向に屈折率
が連続的に変化する屈折率分布を持つ多モード型合成樹
脂光伝送体を製造する方法に関する。
る任意の屈折率分布を持つ透明な合成樹脂製の多モード
型光伝送体であるグレーデッドインデックス型光伝送体
を製造する方法に関するものである。さらに詳しくは、
容器璧を構成する透明重合体をモノマー中に溶解させな
がらモノマーを重合させ、それにより一定方向に屈折率
が連続的に変化する屈折率分布を持つ多モード型合成樹
脂光伝送体を製造する方法に関する。
［従来の技術］ 屈折率が一定方向に連続的に変化する屈折率分布を持
つ光伝送体は、凸レンズ作用を持つ棒状レンズ、凹レン
ズ作用を持つ棒状レンズ、広帯域の光伝送ファイバーな
どとして広く利用され、そのなかでも、透明合成樹脂製
の光伝送体は、石英製の光伝送体に較べて軽量、経済
性、取扱い易さ、耐衝撃特性、柔軟性等に優れ、近年そ
の用途を広げてきている。
つ光伝送体は、凸レンズ作用を持つ棒状レンズ、凹レン
ズ作用を持つ棒状レンズ、広帯域の光伝送ファイバーな
どとして広く利用され、そのなかでも、透明合成樹脂製
の光伝送体は、石英製の光伝送体に較べて軽量、経済
性、取扱い易さ、耐衝撃特性、柔軟性等に優れ、近年そ
の用途を広げてきている。
また、光伝送体は伝送する光のモードから大きく分け
るとシングルモード型と多（マルチ）モード型がある。
多モード型はコア半径が伝送する光の波長に比較し十分
に大きく、そのため多数のモードの光を伝送できる。多
モード型はさらに屈折率勾配の形式により屈折率がコア
とクラッドの間でステップ状に変化するステップインデ
ックス型と屈折率がなだらかに連続的に変化するグレー
デッドインデックス型に分けられる。
るとシングルモード型と多（マルチ）モード型がある。
多モード型はコア半径が伝送する光の波長に比較し十分
に大きく、そのため多数のモードの光を伝送できる。多
モード型はさらに屈折率勾配の形式により屈折率がコア
とクラッドの間でステップ状に変化するステップインデ
ックス型と屈折率がなだらかに連続的に変化するグレー
デッドインデックス型に分けられる。
特定容器内の重合反応による合成樹脂製の多モード型
であるグレーデッドインデックス型光伝送体の製造方法
としては、従来以下の方法が提案されている。
であるグレーデッドインデックス型光伝送体の製造方法
としては、従来以下の方法が提案されている。
すなわち特公昭52−5857号公報では、あらかじめ製造
した三次元の網目構造を有する特定の重合反応進行過程
にある透明固体物体に、これと異なる屈折率を有する重
合体を形成するモノマーを拡散移動させた後、全体の重
合反応を終結させて屈折率分布型光伝送体を得る方法を
提案している。
した三次元の網目構造を有する特定の重合反応進行過程
にある透明固体物体に、これと異なる屈折率を有する重
合体を形成するモノマーを拡散移動させた後、全体の重
合反応を終結させて屈折率分布型光伝送体を得る方法を
提案している。
しかしながら、この方法においては、あらかじめ製造
する透明固体物体の形状保持のため、透明固体物体を多
官能のラジカル重合性モノマーを用いて三次元の網目構
造にする必要がある。このため、透明固体をあらかじめ
別途に製造するという製造の手間がかかるほかに、製造
された重合体は三次元の網目構造を有するものとなり、
熱可塑性が小さくなって延伸加工などの後加工が難しい
という問題がある。通常実用性のある合成樹脂光伝送フ
ァイバーは、その製造過程において延伸処理を施し繊維
としての腰の強さと引張強度を与えることが好ましい。
しかし、上記方法によって得られる光伝送体は、本質的
に三次元網目構造を有するために延伸をすることが困難
である。
する透明固体物体の形状保持のため、透明固体物体を多
官能のラジカル重合性モノマーを用いて三次元の網目構
造にする必要がある。このため、透明固体をあらかじめ
別途に製造するという製造の手間がかかるほかに、製造
された重合体は三次元の網目構造を有するものとなり、
熱可塑性が小さくなって延伸加工などの後加工が難しい
という問題がある。通常実用性のある合成樹脂光伝送フ
ァイバーは、その製造過程において延伸処理を施し繊維
としての腰の強さと引張強度を与えることが好ましい。
しかし、上記方法によって得られる光伝送体は、本質的
に三次元網目構造を有するために延伸をすることが困難
である。
特公昭54−30301号公報および特開昭61−130904号公
報では、２種のモノマーのモノマー反応性比r1、r2の相
違に着目し、屈折率勾配を有する光伝送体の製造方法を
提案している。
報では、２種のモノマーのモノマー反応性比r1、r2の相
違に着目し、屈折率勾配を有する光伝送体の製造方法を
提案している。
しかし、モノマーのモノマー反応性比の違いを利用す
る上記方法では、当然ながらラジカル共重合反応比r1と
r2の差が大であるほど好ましく、その結果としてホモ重
合体の生成が優先することになり、ホモ重合体の巨大分
子が形成して相分離することとなり、得られた光伝送体
を白濁させ光伝送効率が低下する場合がある。
る上記方法では、当然ながらラジカル共重合反応比r1と
r2の差が大であるほど好ましく、その結果としてホモ重
合体の生成が優先することになり、ホモ重合体の巨大分
子が形成して相分離することとなり、得られた光伝送体
を白濁させ光伝送効率が低下する場合がある。
さらに、モノマー反応性比の差を大きくする余り、例
えば、特公昭54−30301号公報の実施例に用いられてい
る安息香酸ビニル、ｏ−クロロ安息香酸ビニル、あるい
は特開昭61−130904号公報の実施例に用いられているフ
ェニル酢酸ビニルなどのような重合速度の低いモノマー
をその一方のモノマーとして使用せざるを得ないことが
ある。モノマー反応性比の大きく相違するモノマーを使
用するということは、とりもなおさず共重合性のかなり
悪いモノマーを用いることである。その結果、重合反応
性の良いモノマーが先に重合し重合反応の最終段階では
重合反応性の悪いモノマーが高濃度で存在することにな
り、残存モノマーの重合のために重合反応終了に時間が
かかるほか、極端な場合には残存モノマーの除去を必要
とする場合があった。
えば、特公昭54−30301号公報の実施例に用いられてい
る安息香酸ビニル、ｏ−クロロ安息香酸ビニル、あるい
は特開昭61−130904号公報の実施例に用いられているフ
ェニル酢酸ビニルなどのような重合速度の低いモノマー
をその一方のモノマーとして使用せざるを得ないことが
ある。モノマー反応性比の大きく相違するモノマーを使
用するということは、とりもなおさず共重合性のかなり
悪いモノマーを用いることである。その結果、重合反応
性の良いモノマーが先に重合し重合反応の最終段階では
重合反応性の悪いモノマーが高濃度で存在することにな
り、残存モノマーの重合のために重合反応終了に時間が
かかるほか、極端な場合には残存モノマーの除去を必要
とする場合があった。
さらに残存モノマーの存在は、光伝送体の引張強度、
伸び、腰の強さなどの機械的強度、残存モノマーの後重
合または分解などによる伝送体の長期安定性などにいず
れも悪影響を及ぼすものである。
伸び、腰の強さなどの機械的強度、残存モノマーの後重
合または分解などによる伝送体の長期安定性などにいず
れも悪影響を及ぼすものである。
ここで、本発明者らは、ラジカル反応により共重合樹
脂が生成する過程を深く考察した。すなわち、モノマー
が重合するに従い、モノマー液の粘度が上昇しゲル状態
になると、成長ポリマーラジカルはその分子量が大であ
るために該ゲル中の拡散が困難になる。このような場
合、ラジカル反応における停止反応としての成長ポリマ
ーラジカル同士の２分子反応は進行し難く、その結果重
合速度が増大する。ここで重合が進行し成長ポリマーラ
ジカルが更に成長するには、原料モノマーが該ゲル中を
拡散し成長ポリマーラジカルへと十分補給され続けるこ
とが必要である。
脂が生成する過程を深く考察した。すなわち、モノマー
が重合するに従い、モノマー液の粘度が上昇しゲル状態
になると、成長ポリマーラジカルはその分子量が大であ
るために該ゲル中の拡散が困難になる。このような場
合、ラジカル反応における停止反応としての成長ポリマ
ーラジカル同士の２分子反応は進行し難く、その結果重
合速度が増大する。ここで重合が進行し成長ポリマーラ
ジカルが更に成長するには、原料モノマーが該ゲル中を
拡散し成長ポリマーラジカルへと十分補給され続けるこ
とが必要である。
上記のような現象は、いわゆるゲル効果としてラジカ
ル重合において認められているものである。そして、ラ
ジカル重合を容器内反応液の任意の一端からこのゲル効
果を奏するように行うと、重合は任意の重合開始端から
一定の進行方向に沿って順次進行し、最終的には他端ま
で進行する。
ル重合において認められているものである。そして、ラ
ジカル重合を容器内反応液の任意の一端からこのゲル効
果を奏するように行うと、重合は任意の重合開始端から
一定の進行方向に沿って順次進行し、最終的には他端ま
で進行する。
ここで、本発明者らは重合させるべきモノマーに溶解
する重合体により構成された容器内で、該モノマーを重
合させる過程についてさらに考察を進めた。すなわち、
この場合容器壁の重合体はモノマー中に溶解流出し、溶
解した重合体はゲル中から選択的にゲル外へと排除され
ることになる。重合の間、容器壁の重合体の溶解流出は
継続し、ゲル外へと排出され続ける。溶出した重合体の
濃度は、壁から離れるにつれ順次低下し、その結果得ら
れた重合体は重合の進行方向に沿って初めに仕込んだモ
ノマーについて連続して変化する組成分布を有すること
になる。
する重合体により構成された容器内で、該モノマーを重
合させる過程についてさらに考察を進めた。すなわち、
この場合容器壁の重合体はモノマー中に溶解流出し、溶
解した重合体はゲル中から選択的にゲル外へと排除され
ることになる。重合の間、容器壁の重合体の溶解流出は
継続し、ゲル外へと排出され続ける。溶出した重合体の
濃度は、壁から離れるにつれ順次低下し、その結果得ら
れた重合体は重合の進行方向に沿って初めに仕込んだモ
ノマーについて連続して変化する組成分布を有すること
になる。
本発明者らはこのような知見に基づき、新たな共重合
法に従った合成樹脂光伝送体の製造方法を発明するに至
った。
法に従った合成樹脂光伝送体の製造方法を発明するに至
った。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記の点に鑑み、従来の重合反応による屈
折率分布型合成樹脂光伝送体の製造方法の欠点を改良
し、かつ新規な重合状態の知見に基づき、優れた特性の
連続的な屈折率分布を有する多モード型光伝送体がきわ
めて生産性良く得られる製造方法を提供することを目的
とする。
折率分布型合成樹脂光伝送体の製造方法の欠点を改良
し、かつ新規な重合状態の知見に基づき、優れた特性の
連続的な屈折率分布を有する多モード型光伝送体がきわ
めて生産性良く得られる製造方法を提供することを目的
とする。
［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、容器壁が透明重合体により構成
される容器内に、重合体としたときの重合体の屈折率と
該透明重合体の屈折率との差が少なくとも0.005である
モノマーであって該透明重合体を溶解するモノマーを該
容器内に充填し、該透明重合体を該モノマー中に溶解さ
せながら、ゲル層を容器壁から容器内部へ向かって順次
移動させながら該モノマーをラジカル重合させることを
特徴とする、生成した樹脂中における該透明重合体の濃
度がゲルの移動方向に向かって低下する組成を有するこ
とにより一定方向に連続した屈折率勾配を有する合成樹
脂製のグレーデッドインデックス型光伝送体を製造する
方法に関する。
される容器内に、重合体としたときの重合体の屈折率と
該透明重合体の屈折率との差が少なくとも0.005である
モノマーであって該透明重合体を溶解するモノマーを該
容器内に充填し、該透明重合体を該モノマー中に溶解さ
せながら、ゲル層を容器壁から容器内部へ向かって順次
移動させながら該モノマーをラジカル重合させることを
特徴とする、生成した樹脂中における該透明重合体の濃
度がゲルの移動方向に向かって低下する組成を有するこ
とにより一定方向に連続した屈折率勾配を有する合成樹
脂製のグレーデッドインデックス型光伝送体を製造する
方法に関する。
本発明の第二の発明は、モノマーの溶解性パラメータ
ーδＭと容器壁を構成する重合体の溶解性パラメーター
δＰが、下記式を満足するものである上記発明に関す
る。
ーδＭと容器壁を構成する重合体の溶解性パラメーター
δＰが、下記式を満足するものである上記発明に関す
る。
｜δＭ−δP|＜５（cal/cm3）1/2 以下、本発明をさらに説明する。
本発明は、任意の形状、たとえば柱状、角状、球状、
好ましくは柱状、さらに好ましくは円筒状の形状を有す
る容器内に特定のモノマーを充填し、容器内の該モノマ
ーと接触する内壁部分からたとえば容器中央部などの他
部分に向かって順次ゲル効果を利用してラジカル共重合
反応を進行させる。容器寸法は特に限定されず、任意の
寸法のものを採用できる。しかしながら余り大きい容器
では良好な組成分布を有する樹脂が製造されないため、
たとえば円筒状の容器を用いる場合には、直径は１〜70
mmのものが適当である。
好ましくは柱状、さらに好ましくは円筒状の形状を有す
る容器内に特定のモノマーを充填し、容器内の該モノマ
ーと接触する内壁部分からたとえば容器中央部などの他
部分に向かって順次ゲル効果を利用してラジカル共重合
反応を進行させる。容器寸法は特に限定されず、任意の
寸法のものを採用できる。しかしながら余り大きい容器
では良好な組成分布を有する樹脂が製造されないため、
たとえば円筒状の容器を用いる場合には、直径は１〜70
mmのものが適当である。
モノマーと接触する容器壁を構成する透明重合体は、
重合すべきモノマーに溶解するものであることが必要で
ある。またその屈折率は、容器に充填する重合すべきモ
ノマーをホモ重合体としたときの該ホモ重合体の屈折率
と少なくとも0.005だけ差があることが必要である。屈
折率の差がこれより小さい場合には、たとえ明確な組成
分布が得られたとしても十分な屈折率分布を発現するこ
とができないからである。透明重合体は、その屈折率の
差が上記関係にあればよく、前記ホモ重合体の屈折率よ
り大であってもまた小であってもよい。
重合すべきモノマーに溶解するものであることが必要で
ある。またその屈折率は、容器に充填する重合すべきモ
ノマーをホモ重合体としたときの該ホモ重合体の屈折率
と少なくとも0.005だけ差があることが必要である。屈
折率の差がこれより小さい場合には、たとえ明確な組成
分布が得られたとしても十分な屈折率分布を発現するこ
とができないからである。透明重合体は、その屈折率の
差が上記関係にあればよく、前記ホモ重合体の屈折率よ
り大であってもまた小であってもよい。
上記透明重合体は、重合すべきモノマーに溶解性を有
するものである。この点から通常、余り大きい分子量で
はモノマーに対する溶解性が低下するために好ましくな
い。また、余りに小さい分子量では、容器壁を構成する
という機械的強度が不足する。このような観点からその
分子量は、通常平均分子量１万〜100万の範囲から選択
するのが適当である。この透明重合体はモノマーに溶解
性を有するところから、通常はラジカル重合活性基を１
個有する１種または２種以上の単官能性モノマーの重合
体である。
するものである。この点から通常、余り大きい分子量で
はモノマーに対する溶解性が低下するために好ましくな
い。また、余りに小さい分子量では、容器壁を構成する
という機械的強度が不足する。このような観点からその
分子量は、通常平均分子量１万〜100万の範囲から選択
するのが適当である。この透明重合体はモノマーに溶解
性を有するところから、通常はラジカル重合活性基を１
個有する１種または２種以上の単官能性モノマーの重合
体である。
本発明の重合に際しては溶媒を使用することもできる
が、溶媒を使用した場合には重合後の溶媒除去工程が必
要となり、また溶媒除去による弊害もあるために、通常
は溶媒を用いず、モノマーそれ自体を溶媒の代わりとし
て重合するのがよい。
が、溶媒を使用した場合には重合後の溶媒除去工程が必
要となり、また溶媒除去による弊害もあるために、通常
は溶媒を用いず、モノマーそれ自体を溶媒の代わりとし
て重合するのがよい。
すなわち、まず、たとえば容器壁側から適宜の公知の
方法により熱、紫外線などのラジカル発生のためのエネ
ルギーを局部的に与え、容器内壁に接するモノマー液部
分に温度の高い、または、紫外線強度の大きい部分を生
成させ、これにより該部分にラジカルを高濃度に発生さ
せ、重合反応を優先的に進行させる。円筒状あるいは球
状の容器の場合には、加熱もしくは照射環境を均一化さ
せるために容器を回転させる程度のことは行うことがで
きる。しかし、モノマーのゲル化状態が破壊あるいは撹
乱されるような撹拌あるいは振動など、または過度の回
転などの機械的操作を容器に対して与えることは好まし
くない。
方法により熱、紫外線などのラジカル発生のためのエネ
ルギーを局部的に与え、容器内壁に接するモノマー液部
分に温度の高い、または、紫外線強度の大きい部分を生
成させ、これにより該部分にラジカルを高濃度に発生さ
せ、重合反応を優先的に進行させる。円筒状あるいは球
状の容器の場合には、加熱もしくは照射環境を均一化さ
せるために容器を回転させる程度のことは行うことがで
きる。しかし、モノマーのゲル化状態が破壊あるいは撹
乱されるような撹拌あるいは振動など、または過度の回
転などの機械的操作を容器に対して与えることは好まし
くない。
ラジカル重合のための紫外線の波長、加熱温度など
は、採用するモノマーの種類により任意に選択できる。
たとえば加熱温度範囲としては、室温から150℃の温度
範囲が例示される。いずれの場合にも、ベンゾイルパー
オキサイド（BPO）などの公知のラジカル重合開始剤あ
るいは光重合増感剤を任意の量必要に応じて混合する。
光重合と熱重合とを併用することもできる。
は、採用するモノマーの種類により任意に選択できる。
たとえば加熱温度範囲としては、室温から150℃の温度
範囲が例示される。いずれの場合にも、ベンゾイルパー
オキサイド（BPO）などの公知のラジカル重合開始剤あ
るいは光重合増感剤を任意の量必要に応じて混合する。
光重合と熱重合とを併用することもできる。
ラジカル重合反応が進行し、モノマー混合液の粘度が
増加してゲル化状態が発現すると、そのゲル中に存在す
るポリマー成長ラジカルは、該ゲル中を拡散し難しくな
り、重合反応の停止反応が起こる確率は小さくなる。こ
の結果該ゲル部分における重合速度は増大する。ゲル中
のラジカル成長末端は、ゲル内部の未反応モノマーとさ
らに結合して重合が進行し最終的な樹脂となるととも
に、ゲルはその重合した樹脂前面の重合進行方向に向か
って順次生成し重合して行く。このようにして、ゲル効
果を利用しながら容器内の壁側から順次容器内部に向か
って重合反応を進行させることが可能となる。重合開始
端は前記透明重合体が溶解を開始する容器内の壁側とす
る。
増加してゲル化状態が発現すると、そのゲル中に存在す
るポリマー成長ラジカルは、該ゲル中を拡散し難しくな
り、重合反応の停止反応が起こる確率は小さくなる。こ
の結果該ゲル部分における重合速度は増大する。ゲル中
のラジカル成長末端は、ゲル内部の未反応モノマーとさ
らに結合して重合が進行し最終的な樹脂となるととも
に、ゲルはその重合した樹脂前面の重合進行方向に向か
って順次生成し重合して行く。このようにして、ゲル効
果を利用しながら容器内の壁側から順次容器内部に向か
って重合反応を進行させることが可能となる。重合開始
端は前記透明重合体が溶解を開始する容器内の壁側とす
る。
ここで、ゲルとはその中ではポリマー成長ラジカルが
実質的に拡散し難い程度にまで粘度が上昇したオリゴマ
ーまたは重合体をいう。したがって、本発明でいうゲル
とはいわゆる三次元構造の網目状重合体ではない。ま
た、ある場合には、生成ゲルはモノマー液から析出する
こともある。しかし生成ゲル内においてモノマーの移動
が不可能なほど重合度の上昇した重合体は含まれない。
なお、重合速度を余りに速くすると明瞭なゲル化状態を
発現することなく重合が完了するので好ましくない。こ
の点から重合速度は、ゲル内においてモノマーが十分移
動できる程度の重合時間を取るよう適宜に決定する。通
常は、１〜100時間の間から選択される。
実質的に拡散し難い程度にまで粘度が上昇したオリゴマ
ーまたは重合体をいう。したがって、本発明でいうゲル
とはいわゆる三次元構造の網目状重合体ではない。ま
た、ある場合には、生成ゲルはモノマー液から析出する
こともある。しかし生成ゲル内においてモノマーの移動
が不可能なほど重合度の上昇した重合体は含まれない。
なお、重合速度を余りに速くすると明瞭なゲル化状態を
発現することなく重合が完了するので好ましくない。こ
の点から重合速度は、ゲル内においてモノマーが十分移
動できる程度の重合時間を取るよう適宜に決定する。通
常は、１〜100時間の間から選択される。
本発明において用いるモノマーは、前記のように容器
壁を構成する透明重合体を溶解するモノマーであり、ま
た、該モノマーをホモ重合させた場合の該ホモ重合体の
屈折率と前記透明重合体の屈折率との差は、少なくとも
0.005あるものである。
壁を構成する透明重合体を溶解するモノマーであり、ま
た、該モノマーをホモ重合させた場合の該ホモ重合体の
屈折率と前記透明重合体の屈折率との差は、少なくとも
0.005あるものである。
本発明のさらに好ましいモノマーおよび容器壁を構成
する前記透明重合体の組合わせは、該モノマーの溶解性
パラメーターδＭと容器壁を構成する透明重合体の溶解
性パラメーターδＰが、下記式を満足するものである。
する前記透明重合体の組合わせは、該モノマーの溶解性
パラメーターδＭと容器壁を構成する透明重合体の溶解
性パラメーターδＰが、下記式を満足するものである。
｜δＭ−δP|＜５（cal/cm3）1/2 （１） ここでモノマーおよびポリマーの溶解性パラメーター
は次式により計算で求めることができる。（Hoy et al.
の方法（POLYMER HANDBOOK,Third edition,VII/519（Wi
ley Interscience社発行）を参照））。
は次式により計算で求めることができる。（Hoy et al.
の方法（POLYMER HANDBOOK,Third edition,VII/519（Wi
ley Interscience社発行）を参照））。
ここで、d,Mはそれぞれ該モノマーまたはポリマーの
密度および分子量を示す。Ｇは、Group Molar Attracti
on Constantである。
密度および分子量を示す。Ｇは、Group Molar Attracti
on Constantである。
上記範囲を満足しないモノマーあるいは透明重合体を
用いると、組成分布が良好でない樹脂が得られることに
なり好ましくない。
用いると、組成分布が良好でない樹脂が得られることに
なり好ましくない。
参考のために、いくつかのラジカル重合性モノマーに
ついて溶解性パラメーターなどを下記の表に示す。
ついて溶解性パラメーターなどを下記の表に示す。
ここで、MMA＝メチルメタクリレート、BzMA＝ベンジ
ルメタクリレート、PhMA＝フェニルメタクリレート、3F
MA＝1,1,2−トリフルオロエチルメタクリレート、St＝
スチレンである。
ルメタクリレート、PhMA＝フェニルメタクリレート、3F
MA＝1,1,2−トリフルオロエチルメタクリレート、St＝
スチレンである。
本発明に使用されるモノマーおよび透明重合体は、本
発明に規定される条件を満たしていればよく、そのほか
に制限はない。
発明に規定される条件を満たしていればよく、そのほか
に制限はない。
なお、本発明において用いるラジカル重合性モノマー
は、ラジカル重合活性のある官能基、たとえばアリル
基、アクリル基、メタクリル基およびビニル基のような
二重結合を１個有する一官能性モノマーであって、三次
元構造の網目状重合体を形成し得る多官能性のモノマー
は含まれない。ただし、本発明の目的の範囲内でこれら
多官能性モノマーを少量混合し用いることは差し支えな
い。
は、ラジカル重合活性のある官能基、たとえばアリル
基、アクリル基、メタクリル基およびビニル基のような
二重結合を１個有する一官能性モノマーであって、三次
元構造の網目状重合体を形成し得る多官能性のモノマー
は含まれない。ただし、本発明の目的の範囲内でこれら
多官能性モノマーを少量混合し用いることは差し支えな
い。
以下に、本発明において使用可能なモノマーおよび透
明重合体の組合せの具体例を例示する。
明重合体の組合せの具体例を例示する。
これらの中でも、メチルメタクリレート／ベンジルメ
タクリレート共重合体を容器壁構成重合体とし、メチル
メタクリレートのみをモノマーとして重合する構成が、
モノマーあるいは重合体の入手のし易さ、得られる光伝
送体の透明度の点から特に好ましい。
タクリレート共重合体を容器壁構成重合体とし、メチル
メタクリレートのみをモノマーとして重合する構成が、
モノマーあるいは重合体の入手のし易さ、得られる光伝
送体の透明度の点から特に好ましい。
なお、説明を容易にするため一種のモノマーを例に取
り説明してきたが、本発明に規定される条件を満たして
いれば、用いるモノマーは前記の例に示すように１種に
限らず２種以上の任意の数のモノマーの混合物として用
いることもできる。２種以上のモノマーの混合物である
ときは、それぞれのモノマー間において前記諸条件を満
たすことが必要である。さらに、容器壁を構成する重合
体も、前記条件を満たす限りホモ重合体であってもまた
共重合体であってもよい。
り説明してきたが、本発明に規定される条件を満たして
いれば、用いるモノマーは前記の例に示すように１種に
限らず２種以上の任意の数のモノマーの混合物として用
いることもできる。２種以上のモノマーの混合物である
ときは、それぞれのモノマー間において前記諸条件を満
たすことが必要である。さらに、容器壁を構成する重合
体も、前記条件を満たす限りホモ重合体であってもまた
共重合体であってもよい。
また、製造された重合体の透明性を阻害しない限り、
ラジカル重合開始剤のほか任意の添加剤、たとえば、連
鎖移動剤、酸化防止剤などを含むことができる。
ラジカル重合開始剤のほか任意の添加剤、たとえば、連
鎖移動剤、酸化防止剤などを含むことができる。
重合後は、たとえば円筒状容器内においてその半径方
向に重合を進行させて重合させた場合には、半径方向に
屈折率勾配を有する透明ロッド状樹脂が得られる。これ
は、そのままあるいは適宜の加工を施し光伝送体として
使用することができる。たとえば得られたロッドを公知
の方法により適宜の延伸倍率で延伸し、たとえば繊維状
として合成樹脂製の光伝送用光ファイバーとすることが
できる。
向に重合を進行させて重合させた場合には、半径方向に
屈折率勾配を有する透明ロッド状樹脂が得られる。これ
は、そのままあるいは適宜の加工を施し光伝送体として
使用することができる。たとえば得られたロッドを公知
の方法により適宜の延伸倍率で延伸し、たとえば繊維状
として合成樹脂製の光伝送用光ファイバーとすることが
できる。
中心部が高屈折率の、上に凸である屈折率分布を有す
る円柱状の伝送体は、凸レンズ作用を有する棒状レン
ズ、光通信用ファイバーなどに、また中心部が低屈折率
の、下に凹である屈折率分布を有する円柱状の伝送体
は、凹レンズ作用を有する棒状レンズなどの光伝送体に
使用できる。
る円柱状の伝送体は、凸レンズ作用を有する棒状レン
ズ、光通信用ファイバーなどに、また中心部が低屈折率
の、下に凹である屈折率分布を有する円柱状の伝送体
は、凹レンズ作用を有する棒状レンズなどの光伝送体に
使用できる。
矩形の容器中で反応させると、凸レンズ作用または凹
レンズ作用を有する板状レンズが製造される。
レンズ作用を有する板状レンズが製造される。
［発明の効果］ 本発明により、従来のモノマー共重合性比の低いモノ
マーを用いる方法における、ホモ重合体の生成に起因す
る相分離と白濁の危険性、重合速度が大きく異なること
に起因する残存モノマーの問題、反応完結に時間がかか
ること等の問題が改善され、良好な連続的屈折率勾配を
もつ光伝送体、たとえば多モードのグレーデッドインデ
ックス（GI）型光ファイバーが得られるなど大きな改善
を得ることができる。
マーを用いる方法における、ホモ重合体の生成に起因す
る相分離と白濁の危険性、重合速度が大きく異なること
に起因する残存モノマーの問題、反応完結に時間がかか
ること等の問題が改善され、良好な連続的屈折率勾配を
もつ光伝送体、たとえば多モードのグレーデッドインデ
ックス（GI）型光ファイバーが得られるなど大きな改善
を得ることができる。
本発明によれば、容器内で行なわれる重合反応に関与
するモノマーは実質的に１種とすることも可能となり、
この結果、複数のモノマーを使用する方法と比較して重
合反応進行の監視およびその制御が極めて容易になる。
するモノマーは実質的に１種とすることも可能となり、
この結果、複数のモノマーを使用する方法と比較して重
合反応進行の監視およびその制御が極めて容易になる。
［実施例］ 実施例により本発明をさらに説明する。
実施例１ 水平に保持したガラス管内にメチルメタクリレート
（MMA）と1,1,2−トリフルオロエチルメタクリレート
（3FMA）とを4:1の重量比で仕込み、両端をシールした
後、回転数1000rpmで回転させながら常法に従い熱重合
させることにより、外径10mm、内径6mmの分子量10万のM
MA/3FMA共重合体からなる重合管を得た。
（MMA）と1,1,2−トリフルオロエチルメタクリレート
（3FMA）とを4:1の重量比で仕込み、両端をシールした
後、回転数1000rpmで回転させながら常法に従い熱重合
させることにより、外径10mm、内径6mmの分子量10万のM
MA/3FMA共重合体からなる重合管を得た。
外側のガラス管を壊してこれを除いた後、水平に保持
する該重合管内にMMAのみを仕込み共重合管内を満たし
た。連鎖移動剤としてｎ−ブチルメルカプタンを0.15重
量％および重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド
（BPO）を0.50重量％加えた後、70℃で20時間大気下で
熱重合させた。重合の間、重合管は回転数1000rpmで回
転させた。
する該重合管内にMMAのみを仕込み共重合管内を満たし
た。連鎖移動剤としてｎ−ブチルメルカプタンを0.15重
量％および重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド
（BPO）を0.50重量％加えた後、70℃で20時間大気下で
熱重合させた。重合の間、重合管は回転数1000rpmで回
転させた。
重合後、減圧熱処理として0.2mmHgに減圧し、20時
間、80℃に保持した。生成重合体中の残存モノマーの含
有量を測定したところ、その量は0.5重量％以下であっ
た。
間、80℃に保持した。生成重合体中の残存モノマーの含
有量を測定したところ、その量は0.5重量％以下であっ
た。
重合管内部の重合体と重合管とは一体となっていたの
で、次にこれを一体のまま両端をカットし、250℃に設
定された円筒型加熱筒内で間接加熱しながら熱延伸させ
ることにより、直径0.6mmの光ファイバーを得た。
で、次にこれを一体のまま両端をカットし、250℃に設
定された円筒型加熱筒内で間接加熱しながら熱延伸させ
ることにより、直径0.6mmの光ファイバーを得た。
得られた光ファイバーについて横方向干渉法により半
径方向の屈折率分布を測定したところ、ほぼ全長にわた
って一様に第１図に示す連続分布を有していた。
径方向の屈折率分布を測定したところ、ほぼ全長にわた
って一様に第１図に示す連続分布を有していた。
実施例２ 水平に保持したガラス管内にMMAとベンジルメタクリ
レート（BzMA）を重量比4:1で仕込み、両端をシールし
た後、回転数1000rpmで回転させながら常法に従い熱重
合させることにより、外径10mm、内径6mmの分子量10万
のMMA/BzMA共重合体からなる重合管を得た。
レート（BzMA）を重量比4:1で仕込み、両端をシールし
た後、回転数1000rpmで回転させながら常法に従い熱重
合させることにより、外径10mm、内径6mmの分子量10万
のMMA/BzMA共重合体からなる重合管を得た。
外側のガラス管を壊して除いた後、水平に保持する共
重合管内にMMAのみを仕込み共重合管内を満たした。連
鎖移動剤としてｎ−ブチルメルカプタンを0.15重量％お
よび重合開始剤としてBPOを0.50重量％加えた後、70℃
で20時間大気下で熱重合させた。重合の間、重合管は回
転数1000rpmで回転させた。
重合管内にMMAのみを仕込み共重合管内を満たした。連
鎖移動剤としてｎ−ブチルメルカプタンを0.15重量％お
よび重合開始剤としてBPOを0.50重量％加えた後、70℃
で20時間大気下で熱重合させた。重合の間、重合管は回
転数1000rpmで回転させた。
重合後、減圧熱処理として0.2mmHgに減圧し、20時
間、80℃に保持した。生成重合体中の残存モノマーの含
有量を測定したところ、その量は0.5重量％以下であっ
た。
間、80℃に保持した。生成重合体中の残存モノマーの含
有量を測定したところ、その量は0.5重量％以下であっ
た。
重合管内部の重合体と重合管とは一体となっていたの
で、次にこれを一体のまま両端をカットし、250℃に設
定された円筒型加熱筒内で間接加熱しながら熱延伸させ
ることにより、直径0.6mmの光ファイバーを得た。
で、次にこれを一体のまま両端をカットし、250℃に設
定された円筒型加熱筒内で間接加熱しながら熱延伸させ
ることにより、直径0.6mmの光ファイバーを得た。
得られた光ファイバーについて横方向干渉法により半
径方向の屈折率分布を測定したところ、ほぼ全長にわた
って一様に第２図に示す連続分布を有していた。
径方向の屈折率分布を測定したところ、ほぼ全長にわた
って一様に第２図に示す連続分布を有していた。
第１図および第２図は、それぞれ実施例１と実施例２で
得られた光ファイバーの半径方向における屈折率分布を
示す。両図において横軸はファイバー中心部からの距離
の比を、また縦軸は最も高い屈折率と特定の距離におけ
る屈折率との差（Δｎ）をそれぞれ示す。
得られた光ファイバーの半径方向における屈折率分布を
示す。両図において横軸はファイバー中心部からの距離
の比を、また縦軸は最も高い屈折率と特定の距離におけ
る屈折率との差（Δｎ）をそれぞれ示す。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/00 - 6/54
Claims (4)
- 【請求項１】容器壁が透明重合体により構成される容器
内に、重合体としたときの重合体の屈折率と該透明重合
体の屈折率との差が少なくとも0.005であるモノマーで
あって該透明重合体を溶解するモノマーを該容器内に充
填し、該透明重合体を該モノマー中に溶解させながら、
ゲル層を容器壁から容器内部へ向かって順次移動させな
がら該モノマーをラジカル重合させることを特徴とす
る、生成した樹脂中における該透明重合体の濃度がゲル
の移動方向に向かって低下する組成を有することにより
一定方向に連続した屈折率勾配を有する合成樹脂製の多
モード型光伝送体の製造方法。 - 【請求項２】前記モノマーが重合してなる重合体と前記
容器壁を構成する透明重合体が相溶性を有するものであ
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記モノマーの溶解性パラメーターδＭと
容器壁を構成する前記透明重合体の溶解性パラメーター
δＰが、下記式を満足するものである請求項１に記載の
方法。 ｜δＭ−δP|＜５（cal/cm3）1/2 - 【請求項４】モノマーがメチルメタクリレートであり、
容器壁を構成する透明重合体がメチルメタクリレートと
ベンジルメタクリレートの共重合体またはメチルメタク
リレートと1,1,2−トリフルオロエチルメタクリレート
の共重合体である請求項１に記載の方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216360A JP3005808B2 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | 合成樹脂光伝送体の製造方法 |
| EP91914617A EP0497984B1 (en) | 1990-08-16 | 1991-08-16 | Method of manufacturing optical transmission medium from synthetic resin |
| DE69118353T DE69118353T2 (de) | 1990-08-16 | 1991-08-16 | Verfahren zur herstellung eines optischen mediums aus synthetischem harz |
| PCT/JP1991/001093 WO1992003751A1 (en) | 1990-08-16 | 1991-08-16 | Method of manufacturing optical transmission medium from synthetic resin |
| US08/215,386 US5382448A (en) | 1990-08-16 | 1994-03-21 | Method of manufacturing optical transmission medium from synthetic resin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2216360A JP3005808B2 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | 合成樹脂光伝送体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497303A JPH0497303A (ja) | 1992-03-30 |
| JP3005808B2 true JP3005808B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=16687347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2216360A Expired - Lifetime JP3005808B2 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | 合成樹脂光伝送体の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0497984B1 (ja) |
| JP (1) | JP3005808B2 (ja) |
| DE (1) | DE69118353T2 (ja) |
| WO (1) | WO1992003751A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH05181022A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-23 | Nippon Petrochem Co Ltd | 合成樹脂光伝送体およびその製法 |
| DE4444577B4 (de) * | 1993-12-15 | 2005-02-10 | Bridgestone Corp. | Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleiters |
| NL1002317C2 (nl) * | 1996-02-13 | 1997-08-14 | Univ Eindhoven Tech | Werkwijze voor het vervaardigen van optische staafvormige polymere vormdelen met een gradiënt voor de brekingsindex, vormdelen verkregen volgens deze werkwijze en optische lens en optische vezel onder toepassing hiervan. |
| JP3916304B2 (ja) * | 1997-07-25 | 2007-05-16 | 三菱レイヨン株式会社 | 屈折率分布型光ファイバ |
| JPH11119035A (ja) * | 1997-10-14 | 1999-04-30 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | 屈折率分布型プラスチック光ファイバ用プリフォームの製造方法 |
| JP3763378B2 (ja) * | 1998-07-21 | 2006-04-05 | シャープ株式会社 | 導光体フィルムの製造方法、その製造方法により製造された導光体フィルム、積層フィルム、及び液晶表示装置 |
| KR100359907B1 (ko) | 2000-01-11 | 2002-11-07 | 삼성전자 주식회사 | 플라스틱 광섬유용 모재의 제조방법 및 그 플라스틱광섬유용 모재 |
| DE60215079T2 (de) | 2001-07-18 | 2007-04-26 | Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon | Höhlungvermeidender Reaktor und Verfahren zur Herstellung eines Halbzeuges für optische Fasern in einem solchen Reaktor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS525857B2 (ja) * | 1972-10-23 | 1977-02-17 | ||
| JPS57182702A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-10 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Production for synthetic resin optical transmission material |
| JPS57185001A (en) * | 1981-05-08 | 1982-11-15 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Production of optical transmission body made of synthetic resin |
| JPS59152406A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-08-31 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | プラスチツク光伝送体を製造する方法 |
| JPH07113690B2 (ja) * | 1985-06-12 | 1995-12-06 | 三菱レイヨン株式会社 | 光伝送体及びその製造法 |
| JPH0216505A (ja) * | 1988-07-05 | 1990-01-19 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | プラスチック光伝送体及びその製造法 |
-
1990
- 1990-08-16 JP JP2216360A patent/JP3005808B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-16 DE DE69118353T patent/DE69118353T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-16 EP EP91914617A patent/EP0497984B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-16 WO PCT/JP1991/001093 patent/WO1992003751A1/ja active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0497984B1 (en) | 1996-03-27 |
| JPH0497303A (ja) | 1992-03-30 |
| EP0497984A4 (en) | 1992-10-14 |
| DE69118353D1 (de) | 1996-05-02 |
| EP0497984A1 (en) | 1992-08-12 |
| DE69118353T2 (de) | 1996-11-07 |
| WO1992003751A1 (en) | 1992-03-05 |
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