JPH0364705A - プラスチック光伝送体の製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光集束性レンズ、光集束性ファイバー等に利
用される、中心から外周に向かって連続的な屈折率分布
を有するプラスチック光伝送体の製造方法に関するもの
である。

［従来の技術］ 線状体又は棒状体の中心から外周に向かって連続的な屈
折率分布を有する光伝送体は、すでに特公昭４７−８１
６号においてガラス製のものが提案されている。しかし
ながら、ガラス製の光伝送体は、イオン交換法にて生産
されているためその生産性が低く、高価なものとなり、
かつ屈曲性も乏しいという問題点を有している。

このようなガラス製光伝送体に対し、プラスチック製の
光伝送体を製造する方法がいくつか提案されている。連
続的な屈折率分布を有するプラスチック光伝送体の製造
方法を大別すると、（Ａ）イオン架橋重合体よりなる合
成樹脂棒の中心軸よりその表面に向かって金属イオンを
連続的に濃度変化をもたせるようにしたもの（特公昭４
７−２６９１３号）　、（２）屈折率の異なる２種以上
の透明な重合体の混合物より製造された合成樹脂棒を特
定の溶剤で処理し、前記合成樹脂棒の構成成分の少なく
とも１つを部分的に溶解除去することによって製造する
もの（特公昭４７−２８０５９号）　、（３）　２種の
屈折率の異なるモノマーを、重合方法を工夫して、表面
から内部にわたり連続的に屈折率分布ができるようにす
るもの（特公昭５４−３０３０１号）　、（４）架橋重
合体の表面より屈折率の低いモノマーを拡散させて、表
面より内部にわたり、このモノマーの含有率が連続的に
変化するように配置したのちに重合して屈折率分布をも
たせたもの（特公昭５２−５８５７号、特公昭５６−３
７５２１号）、および（５）反応性を有する重合体の表
面より、重合体よりも低い屈折率を有する低分子化合物
を拡散、反応させて、表面より内部にわたり連続的に屈
折率分布をもたせるようにしたもの（特公昭５７−２９
６８２号）等である。

［発明が解決しようとする課題］ これら従来法の共通した問題点としては、透明線状体又
は棒状体に屈折率分布を与える物質を拡散あるいは抽出
などの工程に長時間を要することや得られる屈折率分布
型光伝送体の長さが限定されるなどから、その生産工程
は断続的であり、換言すればバッチ式生産方法であり、
生産性が極めて悪いのと同時に製造条件の選定が極めて
難しかったり、再現性が得られない等のため同じ特性の
ものの長さが異なるものとなり、後の取扱いが不便とな
るなど工業化技術としては、それぞれ問題点を有する製
造方法である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記従来技術が抱えていた断続的な生産工程
による不合理性を解決し、ガラスあるいはプラスチック
光ファイバーと同様な連続的な生産を可能とするもので
ある。

すなわち本発明の要旨とするところは、高屈折率Ｎ１の
重合体（Ａ）を糸状に賦形し、その糸状物の外周に硬化
後に重合体（Ａ）よりも低屈折率Ｎ２の重合体を与える
未硬化状の透明物質の第１層を、さらにその上に第２層
として屈折率Ｎ２よりも低屈折率Ｎ３の重合体を与える
未硬化状の透明物質の層を、少なくとも備えた複合コー
ティング層を形成したのちに未硬化状物中の単量体を重
合体（Ａ）中に拡散させるとともに各層の単量体を相互
に拡散させることによって、糸状物の中心部から外周部
へ各単量体の連続的な濃度分布を与えた後、あるいは与
えながら、未重合の単量体を重合することを特徴とする
中心から外周に向かって連続的な屈折率分布を有するプ
ラスチック光伝送体の製造方法にある。

本発明の製造方法の１例を示すと第１図のようなになる
。まず屈折率Ｎｌなる重合体（Ａ）をノズル（Ａ）より
糸状に賦形吐出させる。その後、この糸状物の外周に特
定の屈折率Ｎ２．　Ｎ３の重合体となる未硬化状物を少
なくとも２層コーティングするための複合ノズル（２）
を通すことによって各層の未硬化状物の複合コーティン
グ層を形成した後に拡散部（３）を通して単量体を重合
体（Ａ）中に拡散させると共に、各層の単量体を相互に
拡散させることによって、連続的な分布を付けた後につ
いで活性光線照射部（８）に導き、単量体混合物（Ｄ）
を重合固化させて、ニップローラー（ｌＯ）をへて巻取
りドラム（Ａ１）に巻取り、目的の光伝送体（Ａ２）を
連続的に８９ｒる。このとき、拡散部（３）の温度コン
トロールを容易にすることや活性光線による重合を容易
にする目的で、ガス導入孔（９）より窒素、アルゴンガ
ス等の気体を導入することが望ましい。

糸条物を形成せしめる屈折率Ｎ１なる重合体（Ａ）とし
ては比較的屈折率の高い重合体を用いることが好しく、
具体例としてはメチルメタクリレート系重合体（Ｎ１＝
　１．４７〜１．５０　）　、スチレン系重合体（Ｎ１
＝　１．５０〜１．５８　）　、ポリ４−メチルペンテ
ン１　（Ｎ１＝１．４６）　、ポリクロロスチレン（Ｎ
１＝１．６１）、ポリカーボネート（Ｎ１＝　１．５０
〜１．５７　）などを挙げることがでる。

重合体（＾）の糸条物の外周に順次屈折率の低い未硬化
複合波ＩＷ層を形成するのに用いる単量体としてはパー
フルオロアルキルメタクリ！ノート（Ｎ−１，３７〜１
．４０　）　　パーフルオロ２，２ジメチル−１，３−
ジオキシ〜ル（Ｎ−１゜３０＝−１、４０）　、バーフ
ルオロノマル酸エステル（Ｎ＝１１３０〜川、４２）等
を挙げることができ、これらの単量体は単独で或いは併
用して重合后の重合体の屈折率２．〜．　・・・・が　
　　　Ｎ・・・・となるように選定することが好しい、
、また未重合の複合層の形成性を向上するため、種々の
重合体を未重合組成物の重合物が不透明とならない範囲
で添加することができる。

本発明は屈折率Ｎ１なる重合体（Ａ）の糸条物の外周に
、順次屈折率が低くなる未硬化被覆層を少なくとも２層
備えているため、得られた屈折率分布型光伝送体の特性
コントロール性は極めて高く、優れた特性を備えた光伝
送体とすることができるが、複合被覆層としては膜厚コ
ントロール性等より２−６層程度よするのがよい。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

［実施例コ 実施例１ ポリメチルメタクリ１ノートを第１図に示す装置に供給
し２３０°Ｃに加熱したノズル（Ａ）より押しだして直
径５００ｙｍの糸状物と１〜、その後２．２，３．３−
テトラフルオロプロピルメタクリレ）　５５電量部、メ
チルメタクリ１／−１２５重量部、ポリメチルメタクリ
レ−［−２０ｆｆｉｆｆ１部、１−−ニドロキシシクロ
ヘキシルフユニルケト７１重量部とからなる重合性組成
物を第１周の透明物質とし２，２．３．３−テトラフル
オロプロピルメタクリレ−ｊ・５０重量部、２．２．３
．３．４．４，５゜５オクタフル第１コベンチルメタク
リレ一ト２０重量部、メチルメタクリレ−１・１０重量
部、ポリメチルメタクリレート２０重量部、１−ヒドロ
キシシクロへキシルツユニル４１フ１重量部とからなる
重合性組成物を第２層の透明物質とし複合紡糸ノズルを
もちいてコーティングしたところ、第１層の厚さは１５
０μ、第２層のＪｌさは５０ｐであった、この後、７０
”ＣのＮＴガスが５ｊ！／＠ｉｎで流れている拡散部（
３）に導Δ、３分後に２０−〇ケよりルランプ８本で紫
外線を３分間照射して光重合して直径９００−の屈折率
分布型光伝送体を得た。この光伝送体の屈折率分布をイ
ンターフアコ干渉顕微鏡で測定したところ、中心屈折率
が１．４８５、外周部の屈折率が１．４４９であり、中
心から外周部にかりて連続的に変化していたやまた、こ
の光伝送体を３．５　ｔｒａの長さにその両端を研磨し
画像を観察したところ、倒立実像が観察された。

また、この画像は歪みの少ないものであった。

実施例２ メチルメタクリレ−１・９８重量部、メチルアクリレー
ト２重量部、ｔｅｒ　ｔ−ブチルメルカプタン、ジーｔ
、ｅｒｔ−ブチルパーオキサイド０．００１７部からな
る単量体混合物を空気との接触を絶った状態で調合し、
熱交換機で３０　’Ｃに調温した後１５　ｚ　／ｈｒで
連続的に反応槽に供給した。反応槽内には窒素を対人し
、内圧を８に、ｇ／ｅｉｉ！ゲージ圧とし乗合温度は１
５０°Ｃに調節した。約７．８時間後、供給速度を２５
Ｎ／ｈｒとし、連続定常運転に移行した。撹はん回転数
９９ｒｐｍと（〜充分な混合を行わせ、平均滞在時間を
４．７時間とした。ベント押出機の温度はベント部２５
０°Ｃ１押出部２３０℃、ダ、イス２２５　”Ｃとし、
ベン１−部真空度は９＋ｍｌｌＨｇとした。３゜２Ｉｌ
ｌＩｌ直径の円型のノズルから押しだし直ＦＸ　６００
　ｔｒｍのストランドファイバーを得た。このストラン
ドファイバーを、その後２．２．３．３−テトラフルオ
ロプロピルメタクリレート５５重量部、メチルメタクリ
レート２５重量部、ポリメチルメタクリレ／　−ト２０
ｍｕｓ、ｉ−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン
１電量部とからなる重合性組成物を第１Ｎとし、２＋　
２＋　３＋　３．　ｔ　４＋　５＋　５−オクタフルオ
ｌコベンチルメタクリレ−１・１０電量部、２．２，３
．３−テトラフルオロプロピルメタクリレート４０電量
部、メチルメタクリＩ／−１−３１重量部、ポリメチル
メタクリレ−１・１９重量部、ｌ−ヒドロキシシクロへ
キシルフェニルケトン１重量部からなる重合性組成物を
第２層とし、２，２．３，３゜４，４，５．５−オクタ
フルオロペンチルメタクリレート２０重量部、２，２，
３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレート３０重
量部、メチルメタクリレート３１重量部、ポリメチルメ
タクリレート１９重量部、１−ヒドロキシシクロへキシ
ルフェニルケトン１重量部からなる重合性組成物を第３
層として複合コーティングノズルを通過させてコーティ
ングした。各層の厚さは、第１層が１００ｕ、第２層が
６０μ、第３層が４０−であった。この後、７０°Ｃの
Ｎ、ガスが５１／ｗｉｎで流れている拡散部（３）に導
き、３分後に２０Ｈのケミカルランプ８本で紫外線を３
分間照射して光重合して直径９９０μの屈折率分布型光
伝送体を得た。この光伝送体の屈折率分布をインターフ
アコ干渉顕微鏡で測定したところ、中心屈折率が１．４
８７、外周部の屈折率が１．４４４であり、中心から外
周部にかけて連続的に変化していた。また、この光伝送
体を３．５　ｍの長さにその両端を研磨し画像を観察し
たところ、倒立実像が観察された。

また、この画像は歪みの少ないものであった。

実施例３ 実施例２と同様の操作をして直径６２０−のストランド
ファイバーを得た。このストランドファイバーを、その
後２，２，３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレ
ート５５重量部、メチルメタクリレート２５重量部、ポ
リメチルメタクリレート２０重量部、１−ヒドロキシシ
クロへキシルフェニルケトン１重量部とからなる重合性
組成物を第１層とし、２．２．３．３．４，４．５．５
−オクタフルオロペンチルメタクリレート１０重量部、
２，２．３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレー
ト４０重量部、メチルメタクリレート３１重量部、ポリ
メチルメタクリレート１９重量部、１−ヒドロキシシク
ロへキシルフェニルケトン１重量部からなる重合性組成
物を第２層とし、２．２，３．３，４．４．５．５−オ
クタフルオロペンチルメタクリレ−）２０重量部、２．
２．３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレ−）３
０重量部、メチルメタクリレート３１重量部、ポリメチ
ルメタクリレート１９重量部、１−ヒドロキシシクロへ
キシルフェニルケトン１重量部からなる重合性組成物を
第３層、２．２，３．３．４．４．５．５−オクタフル
オロペンチルメタクリレート３０重量部、２．２，３．
３−テトラフルオロプロピルメタクリレート３０重量部
、メチルメタクリレート２２重量部、アクリベットＶＨ
Ｋ　（三菱レイヨン社製）１８重量部、ｌ−ヒドロキシ
シクロへキシルフェニルケトン１ｆｆｉ１部からなる重
合性組成物を第４層として、複合コーティングノズルを
通過させてコーティングした。各層の厚さは、第１層が
８０４、第２層が６０Ｊ！ｍ、第３層が４０−１第４層
が２０μであった。この後、７０　’ＣのＮ２ガスが５
４！／ｓｉｎで流れている拡散部（３）に導き、３分後
に２０−のケ果カルランプ８本で紫外線を３分間照射し
て光重合して直径９９８−の屈折率分布型光伝送体を得
た。この光伝送体の屈折率分布をインターフアコ干渉顕
微鏡で測定したところ、中心屈折率が１．４８９、外周
部の屈折率が１．４４０であり、中心から外周部にかけ
て連続的に変化していた。また、この光伝送体を３．９
５ｍｍの長さにその両端を研磨し画像を観察したところ
、倒立実像が観察された。

また、この画像は歪みの少ないものであった。

［発明の効果］ 本発明の製造方法により、従来技術が抱えていた断続的
な生産工程による不合理性を解決し、連続的に光伝送体
の生産が可能となった。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高屈折率Ｎ１の重合体（Ａ）を糸状に賦形し、その糸状
   物の外周に硬化後に重合体（Ａ）よりも低屈折率Ｎ２の
   重合体を与える未硬化状の透明物質の層を、さらにその
   上に第２層としてさらに低屈折率Ｎ３の重合体を与える
   未硬化状の透明物質の層を、少なくとも備えた複合コー
   ティング層を形成したのちに未硬化状物中の単量体を重
   合体（Ａ）の糸条物中に拡散させるとともに各層の単量
   体を相互に拡散させることによって、糸状の中心部から
   外周部へ各単量体の連続的な濃度分布を与えた後、ある
   いは与えながら、未重合の単量体を重合することを特徴
   とする中心から外周に向かって連続的な屈折率分布を有
   するプラスチック光伝送体の製造方法。