JPH05113511A - Plastic optical transmittor and its production - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a refractive index distributed optical transmittor having excellent transparency and a distribution of refractive index with good image transmitting property. CONSTITUTION:This optical transmittor consists of a mixture of 2,2,3,3,4,4,5,5- octafluoropentyl methacrylate polymers and methylmethacrylate polymers, and the mixing ratio of these polymers are continuously changed from the center part of the optical transmittor to the peripheral part so that the optical trnasmittor has a distribution of refractive index. By using 2,2,3,3,4,4,5,5- octafluoropentyl methacrylate polymers, solubility with other monomers to give the distribution of refractive index can be improved and the obtd. refractive index distributed optical transmittor has excellent transparency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、表面から内部に連続的
な屈折率分布を有するプラスチック光伝送体およびその
製造方法に関するものである。さらに詳述するならば、
光集束性レンズ、光集束性光ファイバ、光ＩＣ等に使用
される光伝送路などに利用できる光伝送体およびその製
造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic optical transmission body having a continuous refractive index distribution from the surface to the inside and a method for producing the same. To elaborate further,
The present invention relates to an optical transmission body that can be used as an optical transmission line used for a light converging lens, a light converging optical fiber, an optical IC, and the like, and a manufacturing method thereof.

【０００２】[0002]

【従来の技術】透明な円柱状成形物の表面からその中心
部に連続的な屈折率分布を有する光伝送体は、特公昭４
７−８１６号公報においてガラス製のものが提案されて
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。これらの表面から内部に連続的な屈折率分布を有す
るプラスチック光伝送体を大別すると、（１）イオン架
橋重合体よりなる合成樹脂体の中心軸よりその表面に向
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４７−２６９１３号公報）、（２）屈折
率の異なる二種以上の透明な重合体の混合物より製造さ
れた合成樹脂体を特定の溶剤で処理し、前記合成樹脂体
の構成成分の少なくとも一つを部分的に溶解除去するこ
とによって屈折率分布を付与するもの（特公昭４７−２
８０５９号公報）、（３）二種の屈折率の異なるモノマ
混合物を、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を生じさせたもの（特公昭５４−３
０３０１号公報）、（４）架橋重合体成形物の表面から
この重合体より屈折率の低い重合体を生成しうるモノマ
を拡散させて、重合体成形物表面より内部に向って、該
モノマの含有率が連続的に変化するよう配置せしめた
後、重合して屈折率分布をもたせたもの（特公昭５２−
５８５７号公報、特公昭５６−３７５２１号公報）、お
よび（５）反応性を有する重合体成形物の表面より、こ
の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５７−２９６８２
号公報）などがある。2. Description of the Related Art An optical transmission body having a continuous refractive index distribution from the surface of a transparent columnar molded article to the center thereof is disclosed in Japanese Examined Patent Publication No.
A glass-made one is proposed in JP-A 7-816. Several methods have been proposed for manufacturing a plastic optical transmission medium for such a glass optical transmission medium. Plastic light transmission bodies having a continuous refractive index distribution from the surface to the inside are roughly classified into (1) metal ions are continuously fed from the central axis of a synthetic resin body made of an ionically cross-linked polymer toward the surface. Those having a change in concentration (Japanese Patent Publication No. 47-26913), (2) a synthetic resin body produced from a mixture of two or more kinds of transparent polymers having different refractive indexes, treated with a specific solvent, A method of imparting a refractive index distribution by partially dissolving and removing at least one of the constituent components of the synthetic resin body (Japanese Patent Publication No. 47-2).
No. 8059), (3) a mixture of two kinds of monomers having different refractive indexes, in which the refractive index distribution is continuously generated from the surface to the inside by devising the polymerization method (Japanese Patent Publication No. 54-3).
No. 0301), (4) A monomer capable of forming a polymer having a lower refractive index than this polymer is diffused from the surface of the crosslinked polymer molded article, and the monomer of the monomer is introduced toward the inside from the surface of the polymer molded article. After arranging so that the content rate changes continuously, it is polymerized to have a refractive index distribution (Japanese Patent Publication No. 52-
5857, JP-B-56-37521), and (5) from the surface of a polymer molded product having reactivity, a low molecular compound having a refractive index lower than that of the polymer is diffused and reacted. A structure in which a refractive index distribution is continuously provided inside (Japanese Patent Publication No. 57-29682).
Issue gazette).

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これら従来法の共通し
た解決すべき課題は、成形体への屈折率分布付与物質の
拡散あるいは抽出などの工程が長時間要すること、ある
いは上記処理を行わせる容器に制限があり、取扱い得る
光伝送体の長さが限定されることなどから、生産工程は
断続的なバツチ式生産方法とならざるを得ず、その生産
性が極めて低いと同時に均一な物を得るための製造条件
の選定が極めて難しかったり再現性が得られない点など
である。The common problems to be solved by these conventional methods are that the steps such as diffusion or extraction of the substance for imparting the refractive index distribution to the molded body require a long time, or the container for carrying out the above treatment. However, the production process must be an intermittent batch-type production method because the length of the optical transmission body that can be handled is limited, and the productivity is extremely low and at the same time, a uniform product is required. This is because it is extremely difficult to select the manufacturing conditions for obtaining it and reproducibility cannot be obtained.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来技術
がかかえていた断続的な生産工程による不合理性を解決
し、屈折率分布型光伝送体の連続生産を可能とし、か
つ、透明性の良好な光伝送体とその製造方法を提供する
ものであり、その要旨とするところは、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を主成分とす
る重合体（Ａ）とメチルメタクリレートを主成分とする
重合体（Ｂ）との混合物からなるプラスチック光伝送体
であって、重合体（Ａ）と重合体（Ｂ）との混合比が該
プラスチック光伝送体の中心部から表面に向って連続的
に変化して分布することにより屈折率分布を構成してい
ることを特徴とするプラスチック光伝送体を第一の発明
とし、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチルメタク
リレートを主成分とする重合体（Ａ）およびメチルメタ
クリレート単量体を主成分とする単量体（Ｃ）を溶解混
合してなる組成物を所望の形に成形した成形物の表面よ
り単量体（Ｃ）を部分的に揮発させ、この成形物の中心
部から表面に向って単量体（Ｃ）の連続的な濃度分布を
与えた後、あるいは与えながら単量体（Ｃ）を重合させ
てメチルメタクリレートを主成分とする重合体（Ｂ）と
し、重合体（Ａ）と重合体（Ｂ）との混合比が成形物の
中心部から表面に向って連続的に変化して屈折率分布を
形成しているプラスチック光伝送体を得ることを特徴と
するプラスチック光伝送体の製造方法を第二の発明とす
る。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the irrationality caused by the intermittent production process, which was involved in the above-mentioned prior art, enables continuous production of a gradient index optical transmission medium, and is transparent. To provide a good optical transmission material and a manufacturing method thereof, the gist of which is 2,2,3,3,4,4,5,
What is claimed is: 1. A plastic optical transmission body comprising a mixture of a polymer (A) containing 5-octafluoropentyl methacrylate as a main component and a polymer (B) containing methyl methacrylate as a main component, wherein the polymer (A) and the polymer are A plastic optical transmission medium characterized in that a refractive index distribution is formed by a distribution in which the mixing ratio with (B) changes continuously from the central portion of the plastic optical transmission medium toward the surface. In one aspect, a polymer (A) containing 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate as a main component and a monomer containing a methyl methacrylate monomer as a main component ( The monomer (C) is partially volatilized from the surface of the molded article obtained by molding the composition obtained by dissolving and mixing C) into a desired shape, and the monomer ( After giving the continuous concentration distribution of C), or The monomer (C) is polymerized to obtain a polymer (B) containing methyl methacrylate as a main component, and the mixing ratio of the polymer (A) and the polymer (B) is from the central portion of the molded product to the surface. A second aspect of the present invention is a method for producing a plastic optical transmission medium, which comprises obtaining a plastic optical transmission medium that continuously changes and forms a refractive index distribution.

【０００５】本発明において用いられる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を主成分とす
る重合体（Ａ）としては、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85〜40重量％と、メチルメ
タクリレート15〜60重量％との共重合体を用いることが
好ましい。これは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が85重量％を越えるものはメチルメ
タクリレート単量体を主成分とする単量体（Ｃ）との相
溶性が悪くなるからである。また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を主成分とする重合
体（Ａ）は、上記の共重合体に限られず、他の共重合可
能な単量体との共重合体を用いてもよい。このような共
重合体としては、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレ
ート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート
などのフッ化アルキルメタクリレート類、メチルメタク
リレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリ
レート、イソプロピルメタクリレート、t-ブチルメタク
リレート等を例示できる。これらの共重合可能な単量体
成分は、重合体（Ａ）中において60重量％以下、好まし
くは35重量％以下であることが好ましい。これらコモノ
マが60重量％を超えると、低屈折率の重合体である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を
主成分とする重合体（Ａ）の屈折率が上がりすぎてしま
ったり、吸水性が大きくなってしまったり、ポリメチル
メタクリレートとの相溶性が悪くなったりするからであ
る。2,5,3,3,4,4,5 used in the present invention
As the polymer (A) containing 5-octafluoropentyl methacrylate as a main component, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate 85 to 40% by weight and methyl methacrylate 15 to It is preferred to use a copolymer with 60% by weight. This is because 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate exceeding 85% by weight is compatible with the monomer (C) whose main component is methyl methacrylate. Is worse. Further, the polymer (A) containing 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate as a main component is not limited to the above-mentioned copolymer, and other copolymerizable monomer A copolymer with the body may be used. Such copolymers include fluorinated alkyl methacrylates such as 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate and 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate and n-propyl methacrylate. , Isopropyl methacrylate, t-butyl methacrylate and the like can be exemplified. These copolymerizable monomer components are contained in the polymer (A) in an amount of 60% by weight or less, preferably 35% by weight or less. If these comonomer exceeds 60% by weight, it is a low refractive index polymer 2,2,
When the polymer (A) containing 3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate as the main component has an excessively high refractive index or has a large water absorption, This is because the compatibility becomes worse.

【０００６】本発明を実施するに際して用いる他の原料
成分としてメチルメタクリレートを主成分とする単量体
（Ｃ）を用いているため、本発明のプラスチック光伝送
体中には、メチルメタクリレートを主成分とする重合体
（Ｂ）が含まれる。重合体（Ｂ）としては、メチルメタ
クリレートの単独重合体であってもよく、他の共重合可
能な単量体との共重合体であってもよい。Since the monomer (C) containing methyl methacrylate as a main component is used as another raw material component used in the practice of the present invention, methyl methacrylate is the main component in the plastic optical transmission medium of the present invention. The polymer (B) is included. The polymer (B) may be a homopolymer of methyl methacrylate or a copolymer with another copolymerizable monomer.

【０００７】この共重合体を構成する他の単量体成分と
しては、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレー
ト、n-ブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレー
ト、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリ
レート、ベンジルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロ
エチルメタクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピ
ルメタクリレートなどのフッ化アルキルメタクリレー
ト、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、フェノキシエ
チルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2-メ
チルグリシジルメタクリレート等のメタクリレート類、
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルア
クリレート、ブチルアクリレート、2,2,2-トリフルオロ
エチルアクリレートなどのフッ化アルキルアクリレート
等のアクリレート類、メタクリル酸、アクリル酸、スチ
レン、α−メチルスチレン等の１種以上が挙げられる
が、これらに限定されるものではなく、さらに少量のア
クリロニトリル、無水マレイン酸、N-置換マレイン酸イ
ミド、フマル酸ジエステル等であっても差支えない。こ
れら他の単量体成分は目的に応じて任意に選択すること
ができ、特に限定されるものではない。Other monomer components constituting this copolymer include ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2,2,2- Trifluoroethyl methacrylate, fluorinated alkyl methacrylate such as 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, methacrylates such as 2-methylglycidyl methacrylate,
One or more kinds of acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, fluorinated alkyl acrylate such as 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, methacrylic acid, acrylic acid, styrene and α-methylstyrene However, the amount of acrylonitrile, maleic anhydride, N-substituted maleic imide, fumaric acid diester and the like may be small. These other monomer components can be arbitrarily selected according to the purpose and are not particularly limited.

【０００８】ただ、これら単量体のうち、本発明の光伝
送体の中心部と外周部との屈折率差を大きくすることが
必要な場合には、オクタフルオロペンチルメタクリレー
ト重合体との相溶性の点で2-ヒドロキシエチルメタクリ
レートを用いるのが特に好ましく、また光伝送体の吸水
性を低下させる点では、フェニルメタクリレート、シク
ロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、
スチレン、α−メチルスチレン等の１種以上のモノマを
用いるのが特に好ましい。However, among these monomers, when it is necessary to increase the refractive index difference between the central portion and the outer peripheral portion of the optical transmission body of the present invention, compatibility with octafluoropentyl methacrylate polymer is obtained. It is particularly preferable to use 2-hydroxyethyl methacrylate from the viewpoint of, and phenyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, from the viewpoint of reducing the water absorption of the light transmission body.
It is particularly preferable to use one or more monomers such as styrene and α-methylstyrene.

【０００９】また、光伝送体の中心と外側との屈折率差
が小さいものですむ用途では、オクタフルオロペンチル
メタクリレート重合体との相溶性の点で、2,2,3,3-テト
ラフルオロプロピルメタクリレートが特に好ましい。こ
れらの単量体成分の重合体（Ｂ）中における量は30重量
％以下とするのが好ましく、さらに、好ましくは20重量
％以下であることが好ましく、30重量％を超えると得ら
れるプラスチック光伝送体の透明性が劣化する場合もあ
るので組合わせるモノマの選択に留意する必要がある。In addition, in applications where the difference in refractive index between the center and the outside of the light transmission body is small, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl is used in terms of compatibility with the octafluoropentyl methacrylate polymer. Methacrylate is especially preferred. The amount of these monomer components in the polymer (B) is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, and if the amount exceeds 30% by weight, a plastic optical Since the transparency of the transmitter may deteriorate, it is necessary to pay attention to the selection of monomers to be combined.

【００１０】本発明の光伝送体は、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を主成分とする重
合体と光重合で得られるメチルメタクリレートを主成分
とする重合体との混合物にて構成されており、両重合体
の屈折率がかなり異なるにもかかわらず、かなり広い混
合率範囲においても透明であるので、種々の特性を備え
た屈折率分布型光伝送体を作ることができる。たとえ
ば、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75重量％、メチルメタクリレート25重量％の共重
合体と光重合によって得られるメチルメタクリレート重
合体との混合物の場合は、1/99〜99/1という広い範囲に
おいて透明になる。The optical transmission medium of the present invention comprises a polymer containing 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate as a main component and a methyl methacrylate obtained by photopolymerization as a main component. It is composed of a mixture of a polymer and a polymer, and even though the refractive indexes of both polymers are quite different, it is transparent even in a fairly wide range of mixing ratios, so it has a variety of characteristics. A transmitter can be made. For example, in the case of a mixture of a copolymer of 2,2,3,3,3,4,4,5,5-octafluoropentylmethacrylate 75% by weight, methylmethacrylate 25% by weight and a methylmethacrylate polymer obtained by photopolymerization. Becomes transparent in a wide range of 1/99 to 99/1.

【００１１】本発明の屈折率分布型光伝送体の大きな特
徴は、種々の形状および屈折率分布を、その使用目的に
応じて設定することができる点にある。本発明におい
て、光伝送体のより有意義な形状および屈折率分布は、
断面形状が円の繊維状であり、屈折率がその中心より周
辺に向って連続的に小さくなっており、光集束機能ある
いは凸レンズ機能、光伝送機能があるものである。A major feature of the gradient index optical transmission body of the present invention is that various shapes and refractive index distributions can be set according to the purpose of use. In the present invention, the more significant shape and refractive index distribution of the optical transmission medium are
It has a circular fiber shape in cross section, has a refractive index continuously decreasing from the center toward the periphery, and has a light focusing function, a convex lens function, and a light transmitting function.

【００１２】本発明の光伝送体はその中心部から外周表
面に向って、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチル
メタクリレートを主成分とする重合体（Ａ）の混合比が
連続的に増加する組成となっている。特に望ましくは、
光伝送体の中心軸に垂直な各断面で、中心軸より半径方
向の距離をｒの部位での屈折率をN_r、中心軸部の屈折率
をN_oとしたとき、式［Ｉ］、The optical transmission body of the present invention is a polymer (A) containing 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate as a main component from the central part toward the outer peripheral surface. The composition is such that the mixing ratio of is continuously increased. Particularly preferably,
Perpendicular each cross section to the central axis of the optical transmission body, when the refractive index of the distance in the radial direction at the site of r from the center axis and N _r, the refractive index of the central shaft and the N _o, the formula [I],

【００１３】[0013]

【式Ｉ】に近い分布で与えられる場合である。This is the case when the distribution is close to [Formula I].

【００１４】なお、このような屈折率分布を有するため
には、重合体（Ａ）の含有量は、光伝送体中心部で40〜
75重量％程度、光伝送体周辺部で60〜100 重量％程度、
光伝送体中の平均含有量は50〜85重量％程度であること
が好ましい。この光伝送体の屈折率は、光伝送体中心部
で1.42〜1.45程度、光伝送体周辺部で1.40〜1.43程度で
ある。In order to have such a refractive index distribution, the content of the polymer (A) is 40 to 40 at the center of the optical transmission body.
75% by weight, around 60 to 100% by weight around the optical transmitter,
The average content in the optical transmission medium is preferably about 50 to 85% by weight. The refractive index of the optical transmission medium is about 1.42 to 1.45 at the central portion of the optical transmission body and about 1.40 to 1.43 at the peripheral portion of the optical transmission body.

【００１５】本発明の光伝送体は屈折率分布型光伝送体
以外にも、平板内に屈折率分布が形成された導波路、平
板レンズも可能である。なお、光伝送体の組成は、ＮＭ
Ｒ等の公知の化学分析法により測定することができる。The optical transmission body of the present invention may be a waveguide having a refractive index distribution formed in a flat plate or a flat plate lens in addition to the refractive index distribution type optical transmission body. The composition of the optical transmitter is NM.
It can be measured by a known chemical analysis method such as R.

【００１６】次に本発明のプラスチック光伝送体の製造
方法の好適実施例を説明する。まず重合体（Ａ）と単量
体（Ｃ）とをシリンダに仕込み、ヒーターで20〜90℃程
度に加熱して溶解しながら、ピストンで定量的に押し出
し、混練部で均質に混合した後、ノズルより押し出して
成形し、ストランドファイバを得る。次に、ストランド
ファイバは単量体揮発部に導かれ、ガス導入孔より導入
された空気、窒素、アルゴン等のガスにより単量体
（Ｃ）がストランドファイバの表面より揮発させ、その
内部に単量体（Ｃ）の連続的な濃度分布が生ぜしめる。Next, a preferred embodiment of the method for manufacturing a plastic optical transmission body of the present invention will be described. First, the polymer (A) and the monomer (C) are charged into a cylinder, and while being heated by a heater to about 20 to 90 ° C. to be melted, they are quantitatively extruded by a piston and homogeneously mixed in a kneading section. A strand fiber is obtained by extruding from a nozzle and molding. Next, the strand fiber is guided to the monomer volatilization section, and the monomer (C) is volatilized from the surface of the strand fiber by the gas such as air, nitrogen, and argon introduced from the gas introduction hole, and the monomer (C) is separated inside the strand fiber. A continuous concentration distribution of the monomer (C) results.

【００１７】この濃度分布は得られる光伝送体の使用目
的に応じて、ストランドファイバの太さ、その引き取り
速度、単量体揮発部での滞在時間と揮発部の温度、揮発
部でのガス流量等によりコントロールした後、活性光線
照射部に導き、残存している単量体を光照射により重合
固化せしめて重合体（Ｂ）とし、ニップローラを経て巻
取ドラムに巻取り、目的の光伝送体を連続的に得るもの
である。This concentration distribution is determined by the thickness of the strand fiber, the take-up speed, the residence time in the volatile part of the monomer and the temperature of the volatile part, and the gas flow rate in the volatile part, depending on the purpose of use of the obtained optical transmission medium. And the like, and then guides it to the actinic ray irradiating part, and the remaining monomer is polymerized and solidified by light irradiation to form a polymer (B), which is wound on a winding drum through a nip roller to obtain a desired optical transmission medium. Is obtained continuously.

【００１８】なお、本発明法において光照射する時期
は、上述のように単量体揮発部の後でもよいが、条件設
定が可能であればストランドよりの単量体の揮発と光照
射を同時に行ってもよい。また、単量体の揮発は空気あ
るいは窒素、アルゴン等の不活性ガスの気流で行っても
よいし、減圧下に行うことも可能である。さらに、光伝
送体の残留単量体をさらに少なくするために、光照射部
の後に単量体の熱重合部を設けてもよいし、ポリマのTg
以上の加熱下にさらに光照射を行うことも有効である。In the method of the present invention, the light irradiation may be performed after the monomer volatilization part as described above, but if the conditions can be set, the volatilization of the monomer from the strand and the light irradiation can be performed at the same time. You can go. Further, the volatilization of the monomer may be carried out by air or a stream of an inert gas such as nitrogen or argon, or may be carried out under reduced pressure. Furthermore, in order to further reduce the residual monomer in the light transmission body, a thermal polymerization portion of the monomer may be provided after the light irradiation portion, and the Tg of the polymer may be increased.
It is also effective to further perform light irradiation under the above heating.

【００１９】なお、重合体（Ａ）と単量体（Ｃ）からな
る組成物中において、重合体（Ａ）の量比は30〜70重量
％程度であることが所望の形に賦形できるという点で好
ましい。また、上記したような屈折率分布を得るための
揮発部の温度およびストランドファイバの揮発部での滞
在時間は、揮発部のガス流量、圧力等によっても異なる
が、通常、それぞれ20〜120 ℃程度および１〜30分程度
である。In the composition consisting of the polymer (A) and the monomer (C), the amount ratio of the polymer (A) is about 30 to 70% by weight so that the desired shape can be obtained. It is preferable in that respect. The temperature of the volatile part and the residence time in the volatile part of the strand fiber for obtaining the above-mentioned refractive index distribution differ depending on the gas flow rate, pressure, etc. of the volatile part, but are usually around 20 to 120 ° C, respectively. And about 1 to 30 minutes.

【００２０】本発明においては、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を主成分とする重合
体（Ａ）と単量体（Ｃ）との混合物からなる組成物（前
駆体組成物）を使用するが、透明性を阻害しない範囲で
あれば、これらに加え、メチルメタクリレート重合体を
併用しても差支えない。メチルメタクリレート重合体と
しては、その単独重合体またはメチルメタクリレートと
前記の重合体（Ｂ）に例示した単量体との共重合体を用
いることができる。メチルメタクリレート重合体と単量
体（Ｃ）との合計量は、前駆体組成物中において30〜80
重量％であり、かつ、この合計量中のメチルメタクリレ
ート重合体の量比は30重量％以下であることが、光伝送
体中心部と外周部との屈折率差をとれる点で好ましい。In the present invention, it is composed of a mixture of a polymer (A) containing 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate as a main component and a monomer (C). Although the composition (precursor composition) is used, a methyl methacrylate polymer may be used in combination therewith as long as the transparency is not impaired. As the methyl methacrylate polymer, a homopolymer thereof or a copolymer of methyl methacrylate and the monomers exemplified in the above-mentioned polymer (B) can be used. The total amount of the methyl methacrylate polymer and the monomer (C) is 30 to 80 in the precursor composition.
It is preferable that the amount of the methyl methacrylate polymer in the total amount is 30% by weight or less in terms of the difference in refractive index between the central portion and the outer peripheral portion of the optical transmission body.

【００２１】また、オクタフルオロペンチルメタクリレ
ートポリマを溶解させる単量体（Ｃ）としては、メチル
メタクリレートのみを使用してもよいし、先に述べたメ
チルメタクリレート共重合体を構成する共重合体成分の
単量体を併用することは一向に差支えない。さらに、エ
チレングリコールジメタクリレートのような二官能性あ
るいは三官能性の単量体を併用することにより、得られ
る光伝送体の耐熱性、加工性、機械的特性を向上させる
ことができるので好ましい。この場合、これらの単量体
の量比は単量体（Ｃ）中において20重量％以下であるこ
とが好ましい。Further, as the monomer (C) for dissolving the octafluoropentyl methacrylate polymer, only methyl methacrylate may be used, or the above-mentioned copolymer component constituting the methyl methacrylate copolymer may be used. There is no difference in using the monomers together. Furthermore, it is preferable to use a bifunctional or trifunctional monomer such as ethylene glycol dimethacrylate together, because the heat resistance, processability and mechanical properties of the obtained optical transmission medium can be improved. In this case, the amount ratio of these monomers is preferably 20% by weight or less in the monomer (C).

【００２２】また、本発明においてストランドの光重合
を促進するために、従来公知の光重合開始剤、あるいは
促進剤、増感剤を添加併用することは有効な手段であ
る。In the present invention, in order to accelerate the photopolymerization of the strand, it is an effective means to add and use a conventionally known photopolymerization initiator, or an accelerator and a sensitizer.

【００２３】さらに組成物の貯蔵安定性を高めるため、
および組成物を繊維状などに成形するときの粘度変化、
すなわち、熱重合を防止するために、従来公知の熱重合
禁止剤を用いることが好ましい。このようにして得られ
た組成物は、100 ℃程度の温度では熱重合反応は起さな
いが均質な光伝送体を得るためには、組成物を十分に均
質に混練する必要がある。混練操作には、従来公知の混
練装置が使用できる。また、直径が0.5 〜５mmφ程度の
繊維状の光伝送体を得るには、特にこの組成物の押出温
度での粘度が重要であり、1,000 〜100,000 ポイズ、好
ましくは5,000〜50,000ポイズの粘度範囲にあることが
好ましい。In order to further increase the storage stability of the composition,
And the viscosity change when the composition is molded into fibrous form,
That is, it is preferable to use a conventionally known thermal polymerization inhibitor in order to prevent thermal polymerization. The composition thus obtained does not undergo a thermal polymerization reaction at a temperature of about 100 ° C., but it is necessary to knead the composition sufficiently homogeneously in order to obtain a homogeneous optical transmission body. A conventionally known kneading device can be used for the kneading operation. Further, in order to obtain a fibrous optical transmission body having a diameter of about 0.5 to 5 mmφ, the viscosity of this composition at the extrusion temperature is particularly important, and the viscosity range of 1,000 to 100,000 poise, preferably 5,000 to 50,000 poise. Preferably.

【００２４】本発明に用いることのできる活性光線の光
源としては、150 〜600nm の波長の光を放出する炭素ア
ーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、ケミ
カルランプ、キセノンランプ、レーザー光等が使用でき
る。また場合によっては電子線を照射して重合させても
差支えない。さらに重合を完結させるため、あるいは光
伝送体内の残留単量体分を熱風等により乾燥してもよ
い。本発明の光伝送体に残留している単量体はできるだ
け少なくすることが好ましく、５重量％以下、さらには
３重量％以下、さらに好ましくは1.5重量％以下であ
り、これは上述の方法により達成することが可能であ
る。Examples of the light source of actinic rays that can be used in the present invention include carbon arc lamps, ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, chemical lamps, xenon lamps, laser light, etc., which emit light with a wavelength of 150 to 600 nm. Can be used. In some cases, electron beam irradiation may be used to polymerize the compound. Further, in order to complete the polymerization, or the residual monomer content in the light transmission body may be dried by hot air or the like. It is preferable that the amount of the monomer remaining in the optical transmission medium of the present invention is as small as possible, and is 5% by weight or less, further 3% by weight or less, and further preferably 1.5% by weight or less. It is possible to achieve.

【００２５】本発明によって得られた光伝送体の光学特
性をさらに向上させるために、得られた光伝送体を、約
70℃より高く、かつ、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系重合体およびメチルメタクリ
レート系重合体の混合物の下限臨界共溶温度より低い温
度に一旦加熱した後、空気、水、氷、ドライアイス、液
体窒素等の冷媒にて、室温あるいはそれ以下の温度に急
冷することが好ましい。このような熱処理後急冷するこ
とにより、光伝送体の光伝送性、解像性は向上する。In order to further improve the optical characteristics of the optical transmission medium obtained by the present invention, the optical transmission medium obtained is
Temporarily heated to a temperature higher than 70 ° C and lower than the lower critical solution temperature of the mixture of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentylmethacrylate polymer and methylmethacrylate polymer. After that, it is preferable to rapidly cool it to a room temperature or lower temperature with a refrigerant such as air, water, ice, dry ice, liquid nitrogen. By rapidly cooling after such heat treatment, the optical transmission property and resolution of the optical transmission member are improved.

【００２６】[0026]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【００２７】[0027]

【実施例１】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75重量％とメチルメタクリレート25重量
％の共重合体40重量部、メチルメタクリレート単量体60
重量部、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.
1 重量部、ハイドロキノン0.1 重量部の混合物をシリン
ダに仕込み、80℃に加熱し、混練部を通して、径が2.0m
m のノズルより押し出した。この時この混練組成物の押
し出し時の粘度は１×10⁴ ポイズであった。続いて押し
出しにより得たストランドファイバを80℃に保たれた窒
素ガスが１０l/minの速度で流れる単量体揮発部を13分
間で通過させた後、円状に等間隔に設置された６本の50
0Wの超高圧水銀灯の中心にストランドファイバを通過さ
せ、約0.5 分間光を照射し、20cm/minの速度でニップロ
ーラーで引き取り、光伝送体を得た。Example 1 40 parts by weight of a copolymer of 75% by weight of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentylmethacrylate and 25% by weight of methylmethacrylate, 60 parts of methylmethacrylate monomer
Parts by weight, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.
A mixture of 1 part by weight and 0.1 part by weight of hydroquinone was charged into a cylinder, heated to 80 ° C, and passed through a kneading part to have a diameter of 2.0 m.
It was pushed out from the m nozzle. At this time, the viscosity of this kneaded composition at the time of extrusion was 1 × 10 ⁴ poise. Then, the strand fiber obtained by extrusion was passed through a monomer volatilization part in which nitrogen gas kept at 80 ° C. was flowing at a rate of 10 l / min for 13 minutes, and then six fibers were placed in a circle at equal intervals. Of 50
A strand fiber was passed through the center of an ultra-high pressure mercury lamp of 0 W, light was irradiated for about 0.5 minutes, and it was taken out by a nip roller at a speed of 20 cm / min to obtain an optical transmission body.

【００２８】得られた光伝送体の直径は1,000 μｍであ
り、インターファコ干渉顕微鏡（カールツアイス社製）
により測定した屈折率N_Dの分布は中心部が1.435 、周辺
部が1.425 であり、光伝送体の中心部から周辺部に向っ
て屈折率が連続的に減少していた。なお、得られた光伝
送体のＮＭＲによる組成分析の結果は、その中心部では
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
ト共重合体含有量比70重量％、周辺部では同共重合体含
有量比は90重量％であった。メチルメタクリレート単量
体の残留分は全体として0.8 重量％であった。また、レ
ンズ性能の測定を行った結果、正方形格子の像は歪が少
ないものであった。The diameter of the obtained optical transmission medium was 1,000 μm, and an interfero interference microscope (manufactured by Carl Zeiss)
The distribution of the refractive index N _D measured by means of 1.35 was 1.435 at the central part and 1.425 at the peripheral part, and the refractive index continuously decreased from the central part to the peripheral part of the optical transmission body. The result of the composition analysis by NMR of the obtained optical transmission medium shows that
The content ratio of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate copolymer was 70% by weight, and that of the peripheral portion was 90% by weight. The total residual amount of methyl methacrylate monomer was 0.8% by weight. Further, as a result of measuring the lens performance, the image of the square lattice has little distortion.

【００２９】[0029]

【実施例２】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65重量％と2,2,3,3-テトラフルオロメタ
クリレート35重量％の共重合体50重量部、メチルメタク
リレート単量体50重量部、1-ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン0.1 重量部、ハイドロキノン0.1 重量部
の混合物を、実施例１と同様にして光伝送体を得た。実
施例１と同様にして評価した結果、光伝送体の中心部は
屈折率1.420 で、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共重合体含有量比85重量％、周辺部
の屈折率は1.405 、同共重合体含有量比100 重量％であ
り、中心部から周辺部に向って屈折率が連続的に減少し
ていた。レンズ性能の評価を行った結果、像は歪が少な
いものであった。Example 2 50 parts by weight of a copolymer of 65% by weight of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate and 35% by weight of 2,2,3,3-tetrafluoromethacrylate A mixture of 50 parts by weight of methyl methacrylate monomer, 0.1 parts by weight of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 0.1 parts by weight of hydroquinone was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain an optical transmitter. As a result of evaluation in the same manner as in Example 1, the central part of the optical transmission medium had a refractive index of 1.420 and a 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate copolymer content ratio of 85. % By weight, the refractive index of the peripheral portion was 1.405, and the content ratio of the copolymer was 100% by weight, and the refractive index continuously decreased from the central portion toward the peripheral portion. As a result of evaluation of the lens performance, the image has little distortion.

【００３０】[0030]

【実施例３】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75重量％とメチルメタクリレート25重量
％の共重合体40重量部、メチルメタクリレート単量体55
重量部、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレー
ト単量体５重量部、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン0.1 重量部、ハイドロキノン0.1 重量部の混合
物を実施例１と同様にして光伝送体を得た。実施例１と
同様にして評価した結果、得られた光伝送体中心部は屈
折率1.446 、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチル
メタクリレート共重合体含有量比70重量％、周辺部の屈
折率は1.435 、同含有量比は90重量％であり、中心部か
ら周辺部に向って屈折率が連続的に減少していた。この
光伝送体についてレンズ性能の測定を行った結果、正方
形格子の像は歪が少ないものであった。また像は［例
１］に比べ明るいものであった。Example 3 40 parts by weight of a copolymer of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentylmethacrylate 75% by weight and methylmethacrylate 25% by weight, methylmethacrylate monomer 55
A mixture of 5 parts by weight, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate monomer (5 parts by weight), 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (0.1 parts by weight) and hydroquinone (0.1 parts by weight) was used in the same manner as in Example 1 to prepare an optical transmitter. Obtained. As a result of evaluation in the same manner as in Example 1, the obtained central part of the optical transmission medium had a refractive index of 1.446 and a content ratio of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate copolymer. The refractive index was 70% by weight, the refractive index in the peripheral portion was 1.435, and the content ratio was 90% by weight, and the refractive index continuously decreased from the central portion toward the peripheral portion. As a result of measuring the lens performance of this optical transmission medium, the image of the square lattice had little distortion. Also, the image was brighter than in [Example 1].

【００３１】[0031]

【実施例４】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75重量％とメチルメタクリレート25重量
％の共重合体40重量部、塊状重合法で得たメチルメタク
リレート10重量部、メチルメタクリレート50重量部、1-
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.1 重量部、
ハイドロキノン0.1 重量部とを実施例１と同様にして光
伝送体を得た。実施例１と同様にして評価した結果、光
伝送体中心部の屈折率は1.450 であり、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共重合体組成
比70重量％、周辺部の屈折率は1.442 、同組成比80重量
％であり、中心から周辺部に向って屈折率が連続的に減
少していた。レンズ性能の測定を行った結果、正方形格
子の像は歪が少ないものであった。Example 4 40 parts by weight of a copolymer of 75% by weight of 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentylmethacrylate and 25% by weight of methylmethacrylate, methylmethacrylate obtained by the bulk polymerization method 10 parts by weight, methyl methacrylate 50 parts by weight, 1-
Hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.1 part by weight,
An optical transmission medium was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.1 part by weight of hydroquinone was used. As a result of evaluation in the same manner as in Example 1, the refractive index of the central part of the optical transmission body was 1.450, and 2,2,3,3,4,4,5,
The composition ratio of 5-octafluoropentyl methacrylate copolymer was 70% by weight, the refractive index in the peripheral portion was 1.442, and the composition ratio was 80% by weight, and the refractive index continuously decreased from the center to the peripheral portion. As a result of measuring the lens performance, the image of the square lattice had little distortion.

【００３２】[0032]

【発明の効果】本発明の光伝送体は、光伝送損失が少な
く、好適な屈折率分布が付与され、屈曲性、柔軟性、加
工性等に優れる屈折率分布型光伝送体を構成し得る。ま
た、本発明の光伝送体の製造法は、このように優れた性
能を発揮する光伝送体を、簡便にしかも連続して大量に
製造することができる。本発明による光伝送体は、光信
号伝送用媒体、光センサ用基材のみならず、複写機用レ
ンズアレイ、ファクシミリ用レンズアレイ、光ファイバ
結合素子、光分波器、ラインセンサ等に利用されるロッ
ドレンズなど、広汎な用途に好適に使用され得るもので
ある。INDUSTRIAL APPLICABILITY The optical transmission medium of the present invention has a small optical transmission loss, is provided with a suitable refractive index distribution, and can constitute a refractive index distribution type optical transmission medium excellent in flexibility, flexibility, workability and the like. .. Further, the method for producing an optical transmission medium of the present invention can easily and continuously produce a large amount of optical transmission medium exhibiting such excellent performance. INDUSTRIAL APPLICABILITY The optical transmission body according to the present invention is used not only for optical signal transmission media and optical sensor substrates, but also for lens arrays for copiers, lens arrays for facsimile machines, optical fiber coupling elements, optical demultiplexers, line sensors, and the like. It can be suitably used for a wide range of applications such as a rod lens.

【式１】 [Formula 1]

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｎ 7036−2Ｋ 6/18 7036−2Ｋ Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁵ Identification number Office reference number FI technical display location G02B 6/12 N 7036-2K 6/18 7036-2K

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチ
ルメタクリレートを主成分とする重合体（Ａ）とメチル
メタクリレートを主成分とする重合体（Ｂ）との混合物
からなるプラスチック光伝送体であって、重合体（Ａ）
と重合体（Ｂ）との混合比が光伝送体内部の中心から表
面に向って連続的に変化して分布して屈折率分布を有す
る光伝送体となっているプラスチック光伝送体。1. A polymer (A) containing 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate as a main component and a polymer (B) containing methyl methacrylate as a main component. A plastic optical transmission body comprising a mixture, the polymer (A)
A plastic optical transmission medium which is a light transmission medium having a refractive index distribution in which a mixing ratio of the polymer and the polymer (B) continuously changes from the center inside the optical transmission medium toward the surface. 【請求項２】 2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチ
ルメタクリレートを主成分とする重合体（Ａ）およびメ
チルメタクリレート単量体を主成分とする単量体（Ｃ）
を溶解混合してなる組成物を所望の形に成形して成形物
を得、この成形物の表面より単量体（Ｃ）を部分的に揮
発させてこの成形体の内部から表面に向って単量体
（Ｃ）の濃度が連続的な減少する濃度分布を与えた後、
あるいは与えながら単量体（Ｃ）を重合させてメチルメ
タクリレートを主成分とする重合体（Ｂ）とし、重合体
（Ａ）と重合体（Ｂ）との成形物内での混合比がその中
心部から表面に向って連続的に変化して分布させて屈折
率分布を有する光伝送体とすることを特徴とするプラス
チック光伝送体の製造方法。2. A polymer (A) containing 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropentyl methacrylate as a main component and a monomer containing a methyl methacrylate monomer as a main component ( C)
The composition obtained by dissolving and mixing is molded into a desired shape to obtain a molded product, and the monomer (C) is partially volatilized from the surface of the molded product to move from the inside of the molded product to the surface. After giving a concentration distribution in which the concentration of the monomer (C) decreases continuously,
Alternatively, the monomer (C) is polymerized while giving a polymer (B) containing methyl methacrylate as a main component, and the mixing ratio of the polymer (A) and the polymer (B) in the molded product is the center. A method for manufacturing a plastic optical transmission medium, characterized in that an optical transmission medium having a refractive index distribution is obtained by continuously changing and distributing from a part to a surface.