JPH0241001B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0241001B2 JPH0241001B2 JP60011617A JP1161785A JPH0241001B2 JP H0241001 B2 JPH0241001 B2 JP H0241001B2 JP 60011617 A JP60011617 A JP 60011617A JP 1161785 A JP1161785 A JP 1161785A JP H0241001 B2 JPH0241001 B2 JP H0241001B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- refractive index
- monomer
- light irradiation
- formula
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は屈折率が次第に変化するような屈折率
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。 〔従来の技術〕 屈折率分布型光伝送体は周知のように光軸と直
交する方向に中心から周辺に向けて屈折率が次第
に変化する分布をもつ透明体から成り、ロツド状
のレンズ、光伝送フアイバ等として広く使用され
ている。 上記の自己集束性光伝送体は、中心軸上の屈折
率をNo、Ａを定数として中心軸からＸの距離に
おける屈折率Ｎが Ｎ＝No（１−１／2AX2） ……(1) の式で表わされる分布をもつ。 そして定数Ａが正のとき上記伝送体は凸レンズ
作用を有し、Ａが負の場合には凹レンズ作用を有
する。 また中心近傍において(1)式のＡ＞０の屈折率分
布を有し、それよりも外周側において次第に外側
に向けて屈折率が増加しているような分布をもつ
屈折率分布型光伝送体も提案されている。 このような屈折率分布型の光伝送体を合成樹脂
で製造する代表的な方法として以下の二つの方法
がある。１つの方法は、三次元網目構造を形成す
るような単量体の一部を重合させて透明なゲル状
体から成る例えば円柱状の母材をつくり、この母
材の表面から、重合体の屈折率が上記単量体とは
異なる他の単量体を拡散させた後重合を完結させ
る方法である。他の方法として、重合体屈折率と
単量体反応性比が互いに異なる複数の単量体の混
合物を透明管に充填し、成形型の外側から光照射
および加熱の少なくとも一方を行なうことにより
成形型内の混合物の外層より徐々に重合反応を進
めて単量体ユニツトの分布すなわち屈折率分布を
形成させる方法がある。 本発明は上記後者方法の改良に関する。以下光
照射による方法を例にとり詳しく説明する。 まず単量体混合物を光透過性の成形型に充填す
る。単量体混合物中の単量体相互の間の反応性比
の関係は次の様になる。 一般に多元共重合反応において下記生長反応 Mi*＋Mj→Mj* の速度定数をKijとすれば、任意の単量体Miの単
量体Mjに対する反応性比Rijは Rij≡Kii／Kij ……(2) と定義される。同様に単量体Miに対する単量体
Mjの反応性比Rjiは Rji≡Kjj／Kji ……(3) と定義される。 Ｘ元共重合にはＸ（Ｘ−１）個の反応性比があ
る。また単量体MiとMjの混合比を（Mi／Mj）
ｍとすると、このとき生成する共重合体成分組成
比（Mi／Mj）ｐは下記(4)式で表わされることが
知られている。 （Mi／Mj）ｐ＝（Mi／Mj）ｍRij（Mi／Mj）ｍ＋１／（M
i／Mj）ｍ＋Rji……(4) ここで Rij（Mi／Mj）ｍ＋１／（Mi／Mj）ｍ＋Rji≡Ｑ ……(5) とおくと、Ｑ＞１であれば常に下記(6)式が成立す
る。 （Mi／Mj）ｐ＞（Mi／Mj）ｍ ……(6) すなわち生成する共重合体中のMi成分の含有
比は単量体混合物のMiの混合比よりも常に高く
なるがＱ≧1.1であることが好ましい。 重合時間とともに残存している単量体混合物中
のMiの混合比は次第に減少し、逆にMjの混合比
は次第に増加する。したがつて重合初期に生成す
る共重合体中のMi成分の含有比は高いが、重合
時間と共にその時点で生成する共重合体のMi成
分の含有比は減少する。逆に生成する共重合体中
のMj成分の含有比は重合の進行とともに次第に
増加する。このようにして得られる共重合体は組
成の異なる共重合体の混合物である。 またＱ＜１（好ましくはＱ≦0.9）であれば常に （Mi／Mj）ｐ＜（Mi／Mj）ｍ ……(7) となるから、Ｑ＞１の場合とは逆に、共重合体中
のMi成分の含有比は単量体混合物中のMiの混合
比よりも常に小さくなる。 Ｑ＝１であれば （Mi／Mj）ｐ＝（Mi／Mj）ｍ ……(8) となり、単量体混合比と等しい組成を持つた共重
合体が生成し、共重合体は組成分布を示さない。
従つて前記(5)式におけるＱが１以外の数（好まし
くはＱ≧1.1またはＱ≦0.9）であつて、この様な
単量体混合物を透明管内に充填して外側から光を
照射するとき、外側から中心軸方向に向けて重合
が進行すれば反応性比の大きい単量体ほど外側へ
偏つた単量体組成分布が形成される。 例えば単量体混合物が単量体M1、M2……Mx
のＸ種の単量体より成つており、１≦ｉ＜ｊ≦Ｘ
であるようなｉおよびｊを選んだ時に前記(5)式に
おけるＱが１よりも大きい数であれば共重合体中
におけるMi成分の量が最大または極大である部
分は、Mj成分の量が最大または極大である部分
よりも先に重合した部分にある。 すなわちこの場合に共重合体の組成分布を外側
から中心方向に向けて調べた場合には、M1成分
がまず最大または極大値に達し次にM2成分、M3
成分……と、順に極大値が見られて、中心におい
てMx成分が極大値をとることになる。 従つて単量体M1、M2……Mxの重合体P1、P2
……Pxの屈折率N1、N2……Nxが異なつていれ
ば半径方向に何らかの屈折率分布が得られる。 上記の光共重合法で使用する単量体としては、
本発明者らの先行出願特願昭50−11723、特願昭
55−53920、特願昭58−11954、特願昭58−11956
に列挙した単量体群を使用することができ、これ
ら単量体の使用により凸レンズ作用を有する自己
集束性光伝送体を製造することができる。また特
願昭58−11955に記載した単量体を使用すること
により、中心から周辺に向けて当初屈折率が減少
した後再び増大するようなＷ型の屈折率分布をも
つた光伝送体が得られる。 以上重合を光照射で行なう場合について述べた
が、光照射の代りに加熱することによつても同様
の効果が得られる。ただし光照射あるいは加熱を
行なう場合に、単量体混合物充填管全長にわたり
同時に光照射または加熱を与えると、管内周壁側
から固形の重合体が当初生成し、その内側にある
未だ液相状態の混合物は時間経過とともに体積収
縮するが、その外周が固形化（ゲル化）している
ため収縮によつて生ずる空隙が埋められないまま
重合が進み、最終的に相当長い部分にわたつて中
心に空洞が生成されてしまうという問題がおこ
る。上記問題を解決した改良方法として、単量体
混合物充填管を、光照射光源を内蔵させるか又は
重合に必要な一定温度に保持した重合処理室を貫
通して相対移動させることにより、上記充填管の
下端側から光照射あるいは加熱を漸進的に進める
方法も提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の改良方法によつても次の
ような問題が残されている。 すなわち、成形管全体に単量体混合物を当初か
ら充填しておき、これを前述の重合処理室に通す
ようにすると、重合反応によつて生成した重合体
成分が、重合処理室外上方にある未反応の単量体
混合物中に拡散し、単量体混合物が重合体成分に
よつて汚染され、成形された光伝送体の屈折率分
布が長さ方向に一定でなくなるという問題があ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 外部から単量体混合物を前記管内に該管の移動
速度に合せて順次供給することにより、前記管内
の液面レベルを光照射域または加熱域の入口付近
で一定に保つようにした。 〔作用〕 成形管内に存在する未反応単量体混合物は成形
管の移動の間常に光照射（または加熱）が与えら
れない領域と、光照射（または加熱）が与えられ
る領域との境界近くの少量だけとなり、重合体成
分によつて汚染される単量体混合物は重合の起つ
ている付近に限定される。 すなわち、重合反応の進行に合せて重合の管軸
方向進行前端に新鮮な未反応単量体混合物が供給
される。これにより、未反応単量体の重合体成分
による汚染は最小限度に抑制されて長さ方向に屈
折率分布が一定した光伝送体を得ることができ
る。 〔実施例〕 以下本発明を図面に示した実施例につき詳細に
説明する。 まず所定量の重合体屈折率と単量体反応性比が
互いに異なる補数種の単量体M1、M2……Mxを
混合し、これに所定量の重合開始剤、例えば過酸
化ベンゾイル、ベンゾインメチルエーテルなどを
溶解する。 本発明で使用可能な単量体としては、
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。 〔従来の技術〕 屈折率分布型光伝送体は周知のように光軸と直
交する方向に中心から周辺に向けて屈折率が次第
に変化する分布をもつ透明体から成り、ロツド状
のレンズ、光伝送フアイバ等として広く使用され
ている。 上記の自己集束性光伝送体は、中心軸上の屈折
率をNo、Ａを定数として中心軸からＸの距離に
おける屈折率Ｎが Ｎ＝No（１−１／2AX2） ……(1) の式で表わされる分布をもつ。 そして定数Ａが正のとき上記伝送体は凸レンズ
作用を有し、Ａが負の場合には凹レンズ作用を有
する。 また中心近傍において(1)式のＡ＞０の屈折率分
布を有し、それよりも外周側において次第に外側
に向けて屈折率が増加しているような分布をもつ
屈折率分布型光伝送体も提案されている。 このような屈折率分布型の光伝送体を合成樹脂
で製造する代表的な方法として以下の二つの方法
がある。１つの方法は、三次元網目構造を形成す
るような単量体の一部を重合させて透明なゲル状
体から成る例えば円柱状の母材をつくり、この母
材の表面から、重合体の屈折率が上記単量体とは
異なる他の単量体を拡散させた後重合を完結させ
る方法である。他の方法として、重合体屈折率と
単量体反応性比が互いに異なる複数の単量体の混
合物を透明管に充填し、成形型の外側から光照射
および加熱の少なくとも一方を行なうことにより
成形型内の混合物の外層より徐々に重合反応を進
めて単量体ユニツトの分布すなわち屈折率分布を
形成させる方法がある。 本発明は上記後者方法の改良に関する。以下光
照射による方法を例にとり詳しく説明する。 まず単量体混合物を光透過性の成形型に充填す
る。単量体混合物中の単量体相互の間の反応性比
の関係は次の様になる。 一般に多元共重合反応において下記生長反応 Mi*＋Mj→Mj* の速度定数をKijとすれば、任意の単量体Miの単
量体Mjに対する反応性比Rijは Rij≡Kii／Kij ……(2) と定義される。同様に単量体Miに対する単量体
Mjの反応性比Rjiは Rji≡Kjj／Kji ……(3) と定義される。 Ｘ元共重合にはＸ（Ｘ−１）個の反応性比があ
る。また単量体MiとMjの混合比を（Mi／Mj）
ｍとすると、このとき生成する共重合体成分組成
比（Mi／Mj）ｐは下記(4)式で表わされることが
知られている。 （Mi／Mj）ｐ＝（Mi／Mj）ｍRij（Mi／Mj）ｍ＋１／（M
i／Mj）ｍ＋Rji……(4) ここで Rij（Mi／Mj）ｍ＋１／（Mi／Mj）ｍ＋Rji≡Ｑ ……(5) とおくと、Ｑ＞１であれば常に下記(6)式が成立す
る。 （Mi／Mj）ｐ＞（Mi／Mj）ｍ ……(6) すなわち生成する共重合体中のMi成分の含有
比は単量体混合物のMiの混合比よりも常に高く
なるがＱ≧1.1であることが好ましい。 重合時間とともに残存している単量体混合物中
のMiの混合比は次第に減少し、逆にMjの混合比
は次第に増加する。したがつて重合初期に生成す
る共重合体中のMi成分の含有比は高いが、重合
時間と共にその時点で生成する共重合体のMi成
分の含有比は減少する。逆に生成する共重合体中
のMj成分の含有比は重合の進行とともに次第に
増加する。このようにして得られる共重合体は組
成の異なる共重合体の混合物である。 またＱ＜１（好ましくはＱ≦0.9）であれば常に （Mi／Mj）ｐ＜（Mi／Mj）ｍ ……(7) となるから、Ｑ＞１の場合とは逆に、共重合体中
のMi成分の含有比は単量体混合物中のMiの混合
比よりも常に小さくなる。 Ｑ＝１であれば （Mi／Mj）ｐ＝（Mi／Mj）ｍ ……(8) となり、単量体混合比と等しい組成を持つた共重
合体が生成し、共重合体は組成分布を示さない。
従つて前記(5)式におけるＱが１以外の数（好まし
くはＱ≧1.1またはＱ≦0.9）であつて、この様な
単量体混合物を透明管内に充填して外側から光を
照射するとき、外側から中心軸方向に向けて重合
が進行すれば反応性比の大きい単量体ほど外側へ
偏つた単量体組成分布が形成される。 例えば単量体混合物が単量体M1、M2……Mx
のＸ種の単量体より成つており、１≦ｉ＜ｊ≦Ｘ
であるようなｉおよびｊを選んだ時に前記(5)式に
おけるＱが１よりも大きい数であれば共重合体中
におけるMi成分の量が最大または極大である部
分は、Mj成分の量が最大または極大である部分
よりも先に重合した部分にある。 すなわちこの場合に共重合体の組成分布を外側
から中心方向に向けて調べた場合には、M1成分
がまず最大または極大値に達し次にM2成分、M3
成分……と、順に極大値が見られて、中心におい
てMx成分が極大値をとることになる。 従つて単量体M1、M2……Mxの重合体P1、P2
……Pxの屈折率N1、N2……Nxが異なつていれ
ば半径方向に何らかの屈折率分布が得られる。 上記の光共重合法で使用する単量体としては、
本発明者らの先行出願特願昭50−11723、特願昭
55−53920、特願昭58−11954、特願昭58−11956
に列挙した単量体群を使用することができ、これ
ら単量体の使用により凸レンズ作用を有する自己
集束性光伝送体を製造することができる。また特
願昭58−11955に記載した単量体を使用すること
により、中心から周辺に向けて当初屈折率が減少
した後再び増大するようなＷ型の屈折率分布をも
つた光伝送体が得られる。 以上重合を光照射で行なう場合について述べた
が、光照射の代りに加熱することによつても同様
の効果が得られる。ただし光照射あるいは加熱を
行なう場合に、単量体混合物充填管全長にわたり
同時に光照射または加熱を与えると、管内周壁側
から固形の重合体が当初生成し、その内側にある
未だ液相状態の混合物は時間経過とともに体積収
縮するが、その外周が固形化（ゲル化）している
ため収縮によつて生ずる空隙が埋められないまま
重合が進み、最終的に相当長い部分にわたつて中
心に空洞が生成されてしまうという問題がおこ
る。上記問題を解決した改良方法として、単量体
混合物充填管を、光照射光源を内蔵させるか又は
重合に必要な一定温度に保持した重合処理室を貫
通して相対移動させることにより、上記充填管の
下端側から光照射あるいは加熱を漸進的に進める
方法も提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の改良方法によつても次の
ような問題が残されている。 すなわち、成形管全体に単量体混合物を当初か
ら充填しておき、これを前述の重合処理室に通す
ようにすると、重合反応によつて生成した重合体
成分が、重合処理室外上方にある未反応の単量体
混合物中に拡散し、単量体混合物が重合体成分に
よつて汚染され、成形された光伝送体の屈折率分
布が長さ方向に一定でなくなるという問題があ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 外部から単量体混合物を前記管内に該管の移動
速度に合せて順次供給することにより、前記管内
の液面レベルを光照射域または加熱域の入口付近
で一定に保つようにした。 〔作用〕 成形管内に存在する未反応単量体混合物は成形
管の移動の間常に光照射（または加熱）が与えら
れない領域と、光照射（または加熱）が与えられ
る領域との境界近くの少量だけとなり、重合体成
分によつて汚染される単量体混合物は重合の起つ
ている付近に限定される。 すなわち、重合反応の進行に合せて重合の管軸
方向進行前端に新鮮な未反応単量体混合物が供給
される。これにより、未反応単量体の重合体成分
による汚染は最小限度に抑制されて長さ方向に屈
折率分布が一定した光伝送体を得ることができ
る。 〔実施例〕 以下本発明を図面に示した実施例につき詳細に
説明する。 まず所定量の重合体屈折率と単量体反応性比が
互いに異なる補数種の単量体M1、M2……Mxを
混合し、これに所定量の重合開始剤、例えば過酸
化ベンゾイル、ベンゾインメチルエーテルなどを
溶解する。 本発明で使用可能な単量体としては、
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】 CH2＝CH−CH2−Ｘ
【式】
CH2＝Ｃ−CH2−Ｘ
｜
CH3
アクリロニトリル、メタクリルニトリル、塩化ビ
ニル、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルフタ
ルイミド、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルチオフ
エン、ビニルフラン、ビニルフエニルスルフイ
ド、 Ｒ＝−CnH2o+1（ｎ＝１〜10） −C6H11、 又は含フツ素脂肪族基
ニル、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルフタ
ルイミド、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニルチオフ
エン、ビニルフラン、ビニルフエニルスルフイ
ド、 Ｒ＝−CnH2o+1（ｎ＝１〜10） −C6H11、 又は含フツ素脂肪族基
【式】
【式】
【式】
本発明方法によれば、未反応状態にある単量体
混合物が重合体成分によつて汚染されることがほ
とんど無くなり、この汚染に起因するレンズの屈
折率分布のばらつきが大幅に減少して長さ方向お
よび製品間で一定した光学特性をもつ屈折率分布
型合成樹脂光伝送体が得られる。
混合物が重合体成分によつて汚染されることがほ
とんど無くなり、この汚染に起因するレンズの屈
折率分布のばらつきが大幅に減少して長さ方向お
よび製品間で一定した光学特性をもつ屈折率分布
型合成樹脂光伝送体が得られる。
第１図は本発明を実施する装置の一例を示す縦
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す縦断
面概略図である。 １……単量体混合物、２……成形管、３……重
合処理室（光照射域）、７……光源ランプ、９…
…エアコンデイシヨナー装置、１０……貯蔵槽、
１１……液面検出センサー、１３……開閉バル
ブ、１５……屈折率勾配をもつ共重合体。
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す縦断
面概略図である。 １……単量体混合物、２……成形管、３……重
合処理室（光照射域）、７……光源ランプ、９…
…エアコンデイシヨナー装置、１０……貯蔵槽、
１１……液面検出センサー、１３……開閉バル
ブ、１５……屈折率勾配をもつ共重合体。
Claims (1)
- １ 重合体屈折率および単量体反応性比が互いに
異なる複数の単量体の混合物を細長い成形管に充
填し、この管を光照射源または（および）加熱体
に対し相対移動させて前記管の下端から漸進的に
光照射または（および）加熱を与えて管内の混合
物の外層より順次内部に向けておよび管軸方向に
向けて重合反応を進め、外周から中心に向けて屈
折率が変化する光伝送体を製造する方法におい
て、外部から単量体混合物を前記管内に該管の移
動速度に合せて順次供給し、前記管内の液面レベ
ルを前記光照射域または加熱域の上端付近でほぼ
一定に保つことを特徴とする屈折率分布を有する
合成樹脂光伝送体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60011617A JPS61170705A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 合成樹脂光伝送体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60011617A JPS61170705A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 合成樹脂光伝送体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170705A JPS61170705A (ja) | 1986-08-01 |
| JPH0241001B2 true JPH0241001B2 (ja) | 1990-09-14 |
Family
ID=11782879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60011617A Granted JPS61170705A (ja) | 1985-01-24 | 1985-01-24 | 合成樹脂光伝送体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170705A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080091454A (ko) * | 2006-01-26 | 2008-10-13 | 후지필름 가부시키가이샤 | 광 전송 매체의 제조 방법 |
-
1985
- 1985-01-24 JP JP60011617A patent/JPS61170705A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61170705A (ja) | 1986-08-01 |
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