JP2021120941A - 周面発光型導光棒 - Google Patents
周面発光型導光棒 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021120941A JP2021120941A JP2020014438A JP2020014438A JP2021120941A JP 2021120941 A JP2021120941 A JP 2021120941A JP 2020014438 A JP2020014438 A JP 2020014438A JP 2020014438 A JP2020014438 A JP 2020014438A JP 2021120941 A JP2021120941 A JP 2021120941A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light guide
- refractive index
- guide rod
- polymer
- clad layer
- 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.)
- Granted
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 92
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 25
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 25
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 13
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 9
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- 229920002100 high-refractive-index polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 7
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 7
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000001055 blue pigment Substances 0.000 description 2
- 210000004709 eyebrow Anatomy 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 2
- 239000001057 purple pigment Substances 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- AHVOFPQVUVXHNL-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C AHVOFPQVUVXHNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 210000000744 eyelid Anatomy 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
Description
次に、本発明の第一実施形態について図1及び図2に基づいて説明する。なお図中、符号1で指示するものは、コア層であり、符号2で指示するものは、クラッド層である。また符号Bで指示するものは、導光棒である。
[1]周面発光型導光棒の基本構成について
本実施形態においては、周面発光型の導光棒Bを、図1に示すように透明樹脂を主材とするコア層1の周囲にコア層1よりも屈折率が小さい樹脂を主材とするクラッド層2を形成して構成している。またクラッド層2の材料に屈折率が異なる樹脂を混合したポリマーアロイを使用することで、顔料を含まない状態でもクラッド層2が白濁した状態となっている。
[2-1]コア層の材料
上記導光棒Bのコア層1の材料に関しては、透明樹脂(エラストマーを含む)であればよく、具体的にはアクリル系エラストマー、硬質のアクリル系樹脂や硬質アクリル系樹脂にアクリル系エラストマーを混合したポリマーアロイ、またはアクリル系以外のポリオレフィン系エラストマー(TPO)や、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリカーボネート樹脂(PC)などを使用することもできる。本実施形態では軟質アクリルエラストマーを使用している。またコア層1の材料としては、押出成形が可能な熱可塑性樹脂が好ましいが、熱硬化性樹脂を採用することもできる。
また上記コア層1の形状に関しては、本実施形態では図2に示すように断面形状が円形状の棒体としているが、コア層1の断面形状に関しては、かまぼこ型の半楕円形状や楕円形状や半円形状、多角形状等を採用することもできる。
[3-1]クラッド層の材料
一方、上記導光棒Bのクラッド層2の材料として使用するポリマーアロイに関しては、本実施形態では、屈折率1.34のテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)の低屈折ポリマーと屈折率1.40〜1.42のポリフッ化ビニリデン(PVDF)の高屈折率ポリマーのポリマーアロイを使用しているが、低屈折ポリマーとしては、屈折率1.34のテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)等を使用することもでき、また高屈折率ポリマーとしては、屈折率1.40のテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)等を使用することもできる。
また上記クラッド層2の形状に関しては、本実施形態では断面円形のコア層1の外周全体に一定の厚みで形成しているが、クラッド層2の厚みは適宜変更することができる。なお上記クラッド層2の厚みに関しては、導光棒Bの曲げ強度や導光性能、発光性能の観点から0.05mm〜1.0mmの範囲内の大きさとすることが好ましい。
また本実施形態では、導光棒Bを顔料無添加で構成しているが、クラッド層2以外のコア層1の材料に顔料を添加することもできる。例えば、上記コア層1に対しブルーイング剤(青色顔料や紫色顔料)を添加して導光棒Bの発光色の黄変を抑制することもできる。
また上記導光棒に光を入射するための光源装置としては、LED光源を好適に使用できるが、イルミネーション等の用途に応じて単色発光型のものだけでなく複数色発光型のものを使用することもでき、光源装置を導光棒Bの一端だけでなく両端に装着することもできる。また光源装置にLED光源以外のハロゲンランプ等を使用することもできる。
次に、本発明の第二実施形態について図3に基づいて説明する。なお図中、符号3で指示するものは、中間層である。本実施形態では、図3に示すようにコア層1とクラッド層2の間に透明な中間層3を形成し、この中間層3の材料にコア層1よりも屈折率が小さい単一ポリマーを使用することによって導光棒Bの輝度減衰率を抑えると共に、発光色を光散乱剤(白色顔料)が添加された導光棒に近付けることができる。その他の構成については、第一実施形態と同様である。
[1-1]中間層の材料
上記導光棒Bの中間層3の単一ポリマーの材料に関しては、本実施形態では、クラッド層2と接着するためにクラッド層2のポリマーアロイの材料の一つであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)を使用しているが、コア層1よりも屈折率が低い材料であれば、その他のフッ素系樹脂やフッ素系以外の樹脂を使用することもできる。
また上記中間層3の形状に関しては、本実施形態では断面円形のコア層1とクラッド層2の間に一定の厚みで形成しているが、中間層3の厚みに関しては、クラッド層2と同様に適宜変更することができ、また導光棒Bの曲げ強度や導光性能、発光性能の観点から0.05mm〜1.0mmの範囲内の大きさとすることが好ましい。
また本実施形態では、導光棒Bを顔料無添加で構成しているが、クラッド層2以外のコア層1または中間層3の材料に顔料を添加することもでき、例えば、上記中間層3に対しブルーイング剤(青色顔料や紫色顔料)を添加して導光棒Bの発光色の黄変を抑制することもできる。
次に本発明の効果の実証試験について説明する。まず本試験では、第二実施形態に係る三層構造の導光棒、及び第二実施形態のクラッド層とは材料が異なる三層構造の導光棒(下記実施例1及び比較例1〜2)を作製し、これらの各導光棒について、輝度減衰特性および色度変化の評価を行った。以下に実施例1及び比較例1〜2の各サンプルの製造条件、並びに各試験の方法及び結果について説明する。
この実施例1では、直径3.5mm(コア層:直径3.1mm、中間層:厚み0.1mm、クラッド層:厚み0.1mm)の丸棒状の周面発光型導光棒を共押出成形により作製した。またコア層の主材料には、軟質アクリルエラストマーを使用し、中間層には、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)の透明グレードを使用し、クラッド層の主材料には、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)を70%、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)の透明グレードを30%の比率で混合したポリマーアロイを使用した。なおポリフッ化ビニリデン(PVDF)の透明グレードとは、ポリマーアロイの効果を見るために結晶部での散乱効果を抑えられる低結晶性のものをいう。
この比較例1では、上記実施例1と同様、直径3.5mm(コア層:直径3.1mm、中間層:厚み0.1mm、クラッド層:厚み0.1mm)の丸棒状の周面発光型導光棒を共押出成形により作製した。またコア層の主材料には、軟質アクリルエラストマーを使用し、中間層には、フッ素系樹脂であるテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)を使用し、クラッド層の主材料には、フッ素系樹脂であるテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)を使用した。またクラッド層には、光散乱剤(白色顔料)である酸化チタンをクラッド層の主材料100重量部に対し0.065重量部添加した。
この比較例2では、上記実施例1と同様、直径3.5mm(コア層:直径3.1mm、中間層:厚み0.1mm、クラッド層:厚み0.1mm)の丸棒状の周面発光型導光棒を共押出成形により作製した。またコア層の主材料には、軟質アクリルエラストマーを使用し、中間層には、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)の透明グレードを使用し、クラッド層の主材料には、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)の顔料を含まない乳白グレードを使用した。製造条件をまとめた表1を以下に示す。
上記実施例1及び比較例1〜2の導光棒について、寸法を長さ1000mm、直径3.5mmとして、光源からの距離が100〜900mmの部位の発光輝度を100mm間隔で測定した。なお本試験では、発光輝度の測定を、導光棒の被測定部位から垂直方向に600mm離れた位置に分光放射輝度計(CS-2000コニカミノルタ製)を配置して行った。また光源には、駆動電流300mA、のものを使用し、導光棒端部の入光量28lm(ルーメン)とした。測定条件をまとめた表2を以下に示す。
次に上記実施例1及び比較例1〜2の光源から近距離(100mm〜400mm)の輝度と成形性の評価を行った。下記表4に輝度と成形性の評価を示す。比較例1は、光源から近距離の輝度が高いものの、押出成形する際にダイの吐出ノズルに顔料の塊がメヤニとなって生じていた。また比較例2は、顔料を使用していないためメヤニの発生は無かったが、光源から近距離の輝度が低く、光装飾具や警告具としての用途に利用するには光源の輝度を上げなければならず、消費電力の面で問題があった。一方、実施例1においては、比較例2と同様に顔料を使用していないためメヤニの発生が生じず、更に光源から近距離の輝度についても比較例2の輝度より高いことが確認できた。
2 クラッド層
3 中間層
B 導光棒
Claims (7)
- 透明樹脂を主材とする中心側のコア層と;このコア層よりも屈折率が低い樹脂を主材とする外周側のクラッド層と;を含んで構成される一方、
前記クラッド層の材料に、屈折率が異なる樹脂を混合したポリマーアロイが使用されて、クラッド層が顔料を含まない状態で白濁していることを特徴とする周面発光型導光棒。 - クラッド層の材料に屈折率が異なるフッ素系樹脂を2種類以上混合したポリマーアロイが使用されていることを特徴とする請求項1記載の周面発光型導光棒。
- クラッド層のポリマーアロイの材料として、屈折率1.30〜1.38のフッ素系樹脂が低屈折率ポリマーとして使用されると共に、この低屈折率ポリマーよりも屈折率が高い高屈折率ポリマーとして屈折率1.36〜1.44のフッ素系樹脂が使用されていることを特徴とする請求項1または2に記載の周面発光型導光棒。
- ポリマーアロイの低屈折率ポリマーとして少なくとも、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、またはテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体が使用されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載の周面発光型導光棒。
- ポリマーアロイの高屈折率ポリマーとして少なくとも、ポリフッ化ビニリデン、またはテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体が使用されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載の周面発光型導光棒。
- コア層とクラッド層の間に中間層が形成されると共に、中間層にコア層よりも屈折率が低い単一ポリマーが使用されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一つに記載の周面発光型導光棒。
- クラッド層のポリマーアロイ、及び中間層の単一ポリマーの双方に共通する材料としてポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、またはテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体が使用されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一つに記載の周面発光型導光棒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020014438A JP7442325B2 (ja) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | 周面発光型導光棒 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020014438A JP7442325B2 (ja) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | 周面発光型導光棒 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021120941A true JP2021120941A (ja) | 2021-08-19 |
JP7442325B2 JP7442325B2 (ja) | 2024-03-04 |
Family
ID=77269974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020014438A Active JP7442325B2 (ja) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | 周面発光型導光棒 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7442325B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000121834A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-04-28 | Bridgestone Corp | 光伝送チューブ |
JP2013057924A (ja) * | 2011-08-18 | 2013-03-28 | Fukuvi Chem Ind Co Ltd | 光ファイバ型線状発光体 |
-
2020
- 2020-01-31 JP JP2020014438A patent/JP7442325B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000121834A (ja) * | 1998-10-12 | 2000-04-28 | Bridgestone Corp | 光伝送チューブ |
JP2013057924A (ja) * | 2011-08-18 | 2013-03-28 | Fukuvi Chem Ind Co Ltd | 光ファイバ型線状発光体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7442325B2 (ja) | 2024-03-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5341391B2 (ja) | 側面発光型光ファイバ | |
KR102150292B1 (ko) | 연질 선상 발광체, 및 그 제조 방법 | |
JP2006317844A (ja) | 側面発光型光ファイバー及び発光装置 | |
JP7139949B2 (ja) | 医療機器照明 | |
JP5885196B2 (ja) | 光ファイバ型線状発光体の製造方法、及び光ファイバ型線状発光体 | |
TW201938675A (zh) | 塑料光纖和塑料光纖線 | |
CN111497398B (zh) | 一种挤出式柔体端点发光光纤及其制备方法 | |
JP2021120941A (ja) | 周面発光型導光棒 | |
JP6690404B2 (ja) | 照光プラスチック光ファイバライトガイドおよびその製造方法 | |
JP6520122B2 (ja) | 照光プラスチック光ファイバ、およびその製造方法 | |
KR101649736B1 (ko) | 측면 발광형 광섬유 | |
KR101649737B1 (ko) | 측면 발광형 광섬유 | |
JPH0675118A (ja) | 側面発光用ケーブル | |
WO2024071269A1 (ja) | 端面発光型導光棒及びその製造方法 | |
JP5713218B2 (ja) | 光ファイバケーブル | |
JP2008186649A (ja) | 照明装置 | |
JP6654570B2 (ja) | 部分発光型の発光部材 | |
JP2021036312A (ja) | プラスチック光ファイバおよびそれを用いたプラスチック光ファイバコード | |
JP2007086527A (ja) | 光伝送体及び該光伝送体を使用した照明装置 | |
JP2005275020A (ja) | 光伝送体及び該光伝送体を使用した照明装置 | |
JP2008268292A (ja) | 光伝送体及びそれを使用した照明装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220801 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230620 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20230621 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230809 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231010 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231019 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7442325 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |