JP5885196B2 - 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 - Google Patents
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Description
本発明は、線状発光体の改良、詳しくは、安全性に優れるだけでなく、イルミネーション等で全体を湾曲させて使用することができ、しかも、全体の発光バランスにも優れた光ファイバ型線状発光体、及びその製造方法に関するものである。
周知のとおり、光ファイバは、電気通信分野などにおいて光伝送用のライトガイド(導光材)として広く利用されているが、近年では、照明分野においても、コア径の大きいプラスチック製光ファイバがＬＥＤ等の光源と組み合わせて電飾等の線状発光体として利用されている。
また、上記照明用の光ファイバに関しては、空気との屈折率差が大きいコア単体だと、側面から漏れ出る光の量が僅かになって充分な輝度を得られないため、コアの外側にコアよりも屈折率の小さいクラッドを設けて入射光の散乱を促すことによりファイバ側面の発光量を確保している。
ちなみに、光伝送用の光ファイバも、コアとクラッドを備えた構造となっているが、これは入射光の成分の内、進路がコアの軸方向に近い光のみを長距離伝送するために、コアに斜めに入射した光をクラッドを通して最外層の被覆材に吸収させるためであり、両者の目的は異なる。
また、照明分野においては、従来からネオン管や蛍光菅などが線状発光体として看板やイルミネーションに利用されてきたが、これらは放電を利用したガス放電管の一種であるため、破損等により火災が起こる危険性があり、またガラス管の破片によって怪我をする危険もあった。
しかも、ガラス管から構成される線状発光体は、プラスチックのような可撓性を有しないため、文字や図柄が予め決まっている看板等の用途では問題ないものの、装飾する物体に合わせて発光体を湾曲させるようなイルミネーションの用途では使い勝手が悪く、利用先が限定されてしまっていた。
一方、照明用の光ファイバとしては、入射光の散乱を促進するために二酸化チタン等の光散乱粒子をコアやクラッドに添加したもの(特許文献１,２参照)や、コアとクラッドの界面、またはクラッドの外周面に凹凸を設けて光の散乱性を向上させたものが既に公知となっている(特許文献３,４参照)。
しかしながら、上記従来の光ファイバは、発光性と導光性のバランスが悪かったため、例えば、発光性が高過ぎて光源に近い場所と遠い場所で発光量に大きな差が出たり、逆に導光性が良過ぎて全体の発光量が小さくなったりする等、全体的な発光バランスに改善の余地があった。
そこで本発明は、上記の如き問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、火事等の危険がなく、イルミネーション等で全体を湾曲させて使用することができ、しかも、高い発光輝度を保ちつつ光源からの距離によって発光量に大きなバラツキが生じることもない発光バランスに優れた光ファイバ型線状発光体、及びその製造方法を提供することにある。
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段は次のとおりである。
即ち、本発明は、透明樹脂材料から成る棒状体であって、空気よりも屈折率が大きいコア層１と；このコア層１を被覆する半透明樹脂材料から成るシース体であって、コア層１よりも屈折率が小さく、かつ、空気よりも屈折率が大きいクラッド層２とを含んで構成される光ファイバ型線状発光体の製造方法において、
前記コア層１に、屈折率が1.45〜1.60で、かつ、成形温度が190〜250℃のアクリル系樹脂を使用すると共に、、クラッド層２に、屈折率が1.35〜1.45で、かつ、成形温度が230〜300℃のヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体、またはエチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体を使用し、コア層１とクラッド層２の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料を選択する一方、
前記クラッド層２の成形については、クラッド層２の厚みが0.1〜1.0mmとなるように、かつ、当該厚さのクラッド層２の光散乱粒子を添加しない条件下における可視光線の全光線透過率を80％以上、ヘイズ値が20％〜50%となるように行い、
更に前記コア層１とクラッド層２とを共押出成形によって一体的に形成した点に特徴がある。
前記コア層１に、屈折率が1.45〜1.60で、かつ、成形温度が190〜250℃のアクリル系樹脂を使用すると共に、、クラッド層２に、屈折率が1.35〜1.45で、かつ、成形温度が230〜300℃のヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体、またはエチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体を使用し、コア層１とクラッド層２の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料を選択する一方、
前記クラッド層２の成形については、クラッド層２の厚みが0.1〜1.0mmとなるように、かつ、当該厚さのクラッド層２の光散乱粒子を添加しない条件下における可視光線の全光線透過率を80％以上、ヘイズ値が20％〜50%となるように行い、
更に前記コア層１とクラッド層２とを共押出成形によって一体的に形成した点に特徴がある。
また、上記クラッド層２に関しては、透明樹脂材料を100重量部とした場合に0.1〜5重量部の光散乱粒子を添加して光散乱性を高めることができる。
また本発明では、透明樹脂材料から成る棒状体であって、空気よりも屈折率が大きいコア層１と；このコア層１に被覆一体化した半透明樹脂材料から成るシース体であって、コア層１よりも屈折率が小さく、かつ、空気よりも屈折率が大きいクラッド層２とを含んで構成される光ファイバ型線状発光体において、
前記コア層１に、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂を使用すると共に、クラッド層２に、屈折率が1.35〜1.45の樹脂を使用し、更にコア層１とクラッド層２の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料を選択する一方、
前記クラッド層２については、厚みが0.1〜1.0mmとなるように成形すると共に、当該厚みのクラッド層２の可視光線の全光線透過率が60％以上、ヘイズ値が20％〜90%となるように成形し、
更にクラッド層２の外周面には、軸方向に亙って径方向の断面が凹凸となるように溝部21及び突条部22を設けて、前記溝部21の深さを、クラッド層２の厚みの半分よりも大きく、かつ、クラッド層２の厚みよりも小さくすることでクラッド層２の光散乱性を高めることができる。
前記コア層１に、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂を使用すると共に、クラッド層２に、屈折率が1.35〜1.45の樹脂を使用し、更にコア層１とクラッド層２の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料を選択する一方、
前記クラッド層２については、厚みが0.1〜1.0mmとなるように成形すると共に、当該厚みのクラッド層２の可視光線の全光線透過率が60％以上、ヘイズ値が20％〜90%となるように成形し、
更にクラッド層２の外周面には、軸方向に亙って径方向の断面が凹凸となるように溝部21及び突条部22を設けて、前記溝部21の深さを、クラッド層２の厚みの半分よりも大きく、かつ、クラッド層２の厚みよりも小さくすることでクラッド層２の光散乱性を高めることができる。
一方、溝部21の形状については、所定のヘイズ値を得るために角度が25〜35°のＶ字状とするのが好ましく、また溝部21の数や配置についても、溝部21・21…を周方向に5〜20°の間隔で設けるのが好ましい。
他方また、上記クラッド層２の最大厚みについては、クラッド層２の外周面に凹凸を設ける場合にも、またクラッド層２に光散乱粒子を添加する場合にも、全光線透過率とヘイズ値を両立するために0.1〜0.5mmとするのが好ましい。
また、上記クラッド層２については、透明な内側層Ｐと光散乱(光拡散反射)粒子が添加された半透明状の外側層Ｑとを有する多層構造とすることにより、光源Ｌ近くで外側層Ｑまで到達した光の一部を光散乱粒子で反射して一旦内側のコア層１へと戻すことができるため、光源Ｌから離れた場所までより多くの光を導くことができる。そしてこれにより、光源Ｌに近い場所での発光量が抑えられて光源Ｌから離れた場所での発光量が増大するため、線状発光体Ｆ全体の発光バランスを改善できる。なお、上記「光散乱粒子」とは、衝突した光を四方に反射させる(拡散反射させる)粒子を指す。
そしてまた、上記コア層１の断面形状を半円状または半楕円状とすれば、フラット面側に曲げやすくなるため、線状発光体Ｆを壁面や被装飾物の曲面に沿って固定し易くなる。またその際、フラット面に両面テープを貼り付ければ、施工性は一層向上する。
また更に、上記コア層１の断面形状を、平面部を有する半円状、扇状または矩形状とした上で、コア層１の平面部とクラッド層２との間、或いはコア層１の平面部を被覆するクラッド層２の外側に、白色または銀色の不透明樹脂から成る光反射層３を３色押出成形によって形成することにより、光反射層３を形成していない面からの発光量を増大することもできる。また光反射層３を設ける場合には、光反射層３の材料に、ヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体、またはエチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体を使用することができる。
また本発明では、透明樹脂材料から成る棒状体であって、空気よりも屈折率が大きいコア層１と；このコア層１に被覆一体化した半透明樹脂材料から成るシース体であって、コア層１よりも屈折率が小さく、かつ、空気よりも屈折率が大きいクラッド層２とを含んで構成される光ファイバ型線状発光体において、
前記コア層１に、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂を使用すると共に、クラッド層２に、屈折率が1.35〜1.45の樹脂を使用し、更にコア層１とクラッド層２の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料を選択する一方、
前記クラッド層２については、厚みが0.1〜1.0mmとなるように成形すると共に、当該厚みのクラッド層２の可視光線の全光線透過率が60％以上、ヘイズ値が20％〜90%となるように成形し、
更に前記コア層１については、断面形状が平面部を有する半円状、半楕円状、扇状または矩形状となるように成形して、当該コア層１の平面部を被覆するクラッド層２の外側に、白色または銀色の不透明樹脂材料から成る光反射層３が平面部全体に形成することによって、線状発光体の所定方向への発光量をより増大させることができる。
前記コア層１に、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂を使用すると共に、クラッド層２に、屈折率が1.35〜1.45の樹脂を使用し、更にコア層１とクラッド層２の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料を選択する一方、
前記クラッド層２については、厚みが0.1〜1.0mmとなるように成形すると共に、当該厚みのクラッド層２の可視光線の全光線透過率が60％以上、ヘイズ値が20％〜90%となるように成形し、
更に前記コア層１については、断面形状が平面部を有する半円状、半楕円状、扇状または矩形状となるように成形して、当該コア層１の平面部を被覆するクラッド層２の外側に、白色または銀色の不透明樹脂材料から成る光反射層３が平面部全体に形成することによって、線状発光体の所定方向への発光量をより増大させることができる。
本発明では、コアとクラッドに所定の屈折率の樹脂材料を選択すると共に、クラッドを所定の厚みで形成し、更に可視光線の全光線透過率とヘイズ値を所定の値に設定したことにより、光源からの距離による発光量のバラツキを、全体の発光輝度を低下させることなく解消することが可能となった。
なお、線状発光体の長さについては、光源の種類(ＬＥＤやキセノンランプ等)や出力に合わせた長さに調整する必要があるが、一般的なＬＥＤランプを使用する場合には、少なくとも１メートル程度の長さまでは上記効果を得ることができる。
また、本発明の線状発光体は、火事や怪我等の危険もないため、室内や車内のイルミネーションに問題なく使用することができ、しかも、プラスチック製光ファイバの可撓性を利用すれば、イルミネーション等で線状発光体を曲げて使用することもできる。
したがって、本発明により、基本的な発光性能に優れるだけでなく、イルミネーションを含めた様々な照明用途に使用することのできる光ファイバ型線状発光体を提供できることから、本発明の実用的利用価値は頗る高い。
『実施例１』
本発明の実施例１について、図１および図２に基いて説明する。なお同図において、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。
本発明の実施例１について、図１および図２に基いて説明する。なお同図において、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。
［線状発光体の構成］
まず実施例１では、光源Ｌに固定して使用する線状発光体Ｆにおいて、コア層１(透明樹脂材料から成る棒状体）に、屈折率1.49のＰＭＭＡ(ポリメタクリル酸メチル)を使用すると共に、クラッド層２（半透明樹脂材料から成るシース体）に、屈折率1.38のＥＦＥＰ(ヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体）を使用した(図１、図２参照)。
まず実施例１では、光源Ｌに固定して使用する線状発光体Ｆにおいて、コア層１(透明樹脂材料から成る棒状体）に、屈折率1.49のＰＭＭＡ(ポリメタクリル酸メチル)を使用すると共に、クラッド層２（半透明樹脂材料から成るシース体）に、屈折率1.38のＥＦＥＰ(ヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体）を使用した(図１、図２参照)。
また、コア層１とクラッド層２から成る線状発光体Ｆを共押出成形によって製造できるように、コア層１とクラッド層２の樹脂材料にアクリル樹脂とフッ素樹脂の中でも成形温度が近いもの(ＰＭＭＡの成形温度：210℃、ＥＦＥＰの成形温度：240℃)を選択した。
そして寸法に関しては、コア層１の直径を5.6mm、クラッド層２の厚みを0.2mmとして、コア層１とクラッド層２から成る線状発光体Ｆの直径が6.0mmとなるようにした。また本実施例では、線状発光体Ｆの全長を1000mmとした。
一方、機能面に関しては、コア層１を可視光線の全光線透過率を93％とし、またクラッド層２も全光線透過率を90％、ヘイズ値を平均36％(無作為に３点を測定)とした。なお、クラッド層２のヘイズ値については選択する材料や層の厚みによって変動する。
そして、上記のように構成した線状発光体Ｆを、ＬＥＤを使用した光源Ｌに固定して光を入射したところ、線状発光体Ｆの側面から充分な発光輝度を得ることができた。また軸方向に発光輝度の大きなムラを生じることなくバランス良く線状発光体Ｆを側面発光させることができた。
［線状発光体の製造方法］
次に、上記線状発光体の製造方法について図３に基いて簡単に説明する。まず、押出成形を行う前に樹脂材料の内、ＰＭＭＡのみを乾燥させる。そして、乾燥させたＰＭＭＡとＥＦＥＰとを押出成形機の各ホッパーに投入し、コア層１とクラッド層２の共押出成形を行う。
次に、上記線状発光体の製造方法について図３に基いて簡単に説明する。まず、押出成形を行う前に樹脂材料の内、ＰＭＭＡのみを乾燥させる。そして、乾燥させたＰＭＭＡとＥＦＥＰとを押出成形機の各ホッパーに投入し、コア層１とクラッド層２の共押出成形を行う。
その後、金型から押し出されたコア層１とクラッド層２を、引取機で引き取りながら押出成形機と引取機の中間にある冷却ゾーンで冷却して、コア層１とクラッド層２を一体となった状態で固め、最後に、引取機から出てきたコア層１とクラッド層２から成る線状発光体Ｆを切断機によって所定長さ(1000mm)に切断する。
『実施例２』
次に、本発明の実施例２について、以下に説明する。この実施例２では、実施例１の線状発光体Ｆのクラッド層２の厚みを0.5mmに変更し、クラッド層２のヘイズ値が平均43％(無作為に３点を測定)となるようにした。そして、この線状発光体Ｆの発光性能について測定を行ったところ、実用レベルの発光バランスが得られた。
次に、本発明の実施例２について、以下に説明する。この実施例２では、実施例１の線状発光体Ｆのクラッド層２の厚みを0.5mmに変更し、クラッド層２のヘイズ値が平均43％(無作為に３点を測定)となるようにした。そして、この線状発光体Ｆの発光性能について測定を行ったところ、実用レベルの発光バランスが得られた。
『実施例３』
次に、本発明の実施例３について、以下に説明する。この実施例３では、実施例１の線状発光体Ｆのクラッド層２の材料を、ＥＦＥＰからＥＴＦＥ(エチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体)に変更すると共に、クラッド層２の厚みを0.3mmに変更した。また本実施例におけるクラッド層２のヘイズ値は35.3％、全光線透過率は95.2％であった。
次に、本発明の実施例３について、以下に説明する。この実施例３では、実施例１の線状発光体Ｆのクラッド層２の材料を、ＥＦＥＰからＥＴＦＥ(エチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体)に変更すると共に、クラッド層２の厚みを0.3mmに変更した。また本実施例におけるクラッド層２のヘイズ値は35.3％、全光線透過率は95.2％であった。
そして、上記線状発光体Ｆについて発光性能を調べたところ、全体を通して実施例１及び２以上の発光量が得られた。また、発光バランスについても実施例１及び２と同様に良好であった。
『実施例４』
次に、本発明の実施例４について、図４に基いて説明する。なお図中において、符号３で指示するものは光反射層３である。この実施例４では、コア層１及び厚み0.2mmのクラッド層２からなる線状発光体Ｆの断面形状を、幅6.0mm・高さ6.0mmの半楕円状(かまぼこ状)とした。
次に、本発明の実施例４について、図４に基いて説明する。なお図中において、符号３で指示するものは光反射層３である。この実施例４では、コア層１及び厚み0.2mmのクラッド層２からなる線状発光体Ｆの断面形状を、幅6.0mm・高さ6.0mmの半楕円状(かまぼこ状)とした。
そして更に、本実施例では、上記線状発光体Ｆの平面部におけるコア層１とクラッド層２の間に白色の不透明樹脂から成る厚み0.3mmの光反射層３を設けた。これにより、光反射層３のない反対側のクラッド層２からの発光量が実施例１〜３の線状発光体Ｆと比較して格段に増大した。
ちなみに本実施例では、上記光反射層３に白色顔料(二酸化チタン)を1.2wt％添加した着色ＥＦＥＰ(ヘイズ値:100.6％,全光線透過率:14.46％)を使用しているが、全反射率の高い材料であれば、着色ＥＦＥＰでなくとも他の着色樹脂や金属材料(例えば、アルミニウムなど)を使用することもできる。
但し、本実施例のように光反射層３に熱可塑性樹脂(ＥＦＥＰやＥＴＦＥ等)を使用した方が、３色押出成形によって製造を行えるため、製造効率が良い。また光反射層３については、本実施例のような断面形状が半楕円状のコア層１以外にも、一部に平面部を有するものであれば断面形状が半円状や扇状または矩形状のコア層１にも採用できる。
『実施例５』
次に、本発明の実施例５について、図５に基いて以下に説明する。この実施例５では、実施例３のクラッド層２を、透明状の内側層Ｐ(ヘイズ値:2.6％,全光線透過率:95.2％)と光散乱粒子が添加された半透明状の外側層Ｑ(ヘイズ値：88.42％,全光線透過率:64.41％)とから成る２層構造とした。
次に、本発明の実施例５について、図５に基いて以下に説明する。この実施例５では、実施例３のクラッド層２を、透明状の内側層Ｐ(ヘイズ値:2.6％,全光線透過率:95.2％)と光散乱粒子が添加された半透明状の外側層Ｑ(ヘイズ値：88.42％,全光線透過率:64.41％)とから成る２層構造とした。
また本実施例では、上記内側層ＰにＥＴＦＥを使用して層の厚みを0.1mmとする一方、外側層Ｑには着色ＥＴＦＥを使用して層の厚みを0.3mmとした。なお、着色ＥＴＦＥについては、ＥＴＦＥに二酸化チタンを光散乱粒子として0.2wt％添加して半透明状とした。
そして本実施例の線状発光体Ｆの発光性能を調べたところ、光源Ｌに近い入射端部の発光量は実施例３の線状発光体Ｆと殆ど同じであるものの、光源Ｌから離れた部位の発光量が実施例３よりも多くなり全体的に明るくなった。これは、クラッド層２中を通過する光の一部が、外側層Ｑの光散乱粒子によって様々な方向に散乱するためと考えられる。
『実施例６』
次に、本発明の実施例６について、図６に基いて以下に説明する。この実施例６では、実施例４のように光反射層３をコア層１とクラッド層２の間に設けず、コア層１の平面部を被覆するクラッド層２の外側に光反射層３を設けて線状発光体Ｆを構成した。
次に、本発明の実施例６について、図６に基いて以下に説明する。この実施例６では、実施例４のように光反射層３をコア層１とクラッド層２の間に設けず、コア層１の平面部を被覆するクラッド層２の外側に光反射層３を設けて線状発光体Ｆを構成した。
また本実施例では、クラッド層２に二酸化チタンを光散乱粒子として0.2wt％添加した半透明状のＥＴＦＥ(ヘイズ値:88.42％,全光線透過率:64.41％)を使用し、光反射層３には、白色顔料(二酸化チタン)を1.2wt％添加して不透明状とした着色ＥＦＥＰ(ヘイズ値:100.6％,全光線透過率:14.46％)を使用した。また、クラッド層２と光反射層３の厚みは各々0.3mmとした。
そして、上記線状発光体Ｆについて発光性能を調べたところ、実施例４の線状発光体Ｆと同じように特定方向(光反射層３が光を反射する方向)への発光量が光反射層３を有しないものと比較して格段に向上した。また、実施例４の線状発光体Ｆと比べても光源Ｌから遠い部位での発光量が増大し、発光バランスが改善された。
『効果の実証試験』
以下の表１に、実施例から１〜６の線状発光体Ｆについて行った発光性能の試験結果を示す。なお、比較例Ａは、クラッド層２にＥＦＥＰでなく屈折率1.54のＬＤＰＥを使用した線状発光体についての測定結果である。また、光源については、順電流ＩF＝350mAで光束Φv＝100lmの白色ＬＥＤを出力1000mWで使用した。
以下の表１に、実施例から１〜６の線状発光体Ｆについて行った発光性能の試験結果を示す。なお、比較例Ａは、クラッド層２にＥＦＥＰでなく屈折率1.54のＬＤＰＥを使用した線状発光体についての測定結果である。また、光源については、順電流ＩF＝350mAで光束Φv＝100lmの白色ＬＥＤを出力1000mWで使用した。
『実施例７』
次に、本発明の実施例７について、図７に基いて以下に説明する。この実施例７では、クラッド層２の外周面に、軸方向に亙って径方向の断面が凹凸となるように溝部21及び突条部22を設け、この凹凸によって光の散乱性を向上させた。
次に、本発明の実施例７について、図７に基いて以下に説明する。この実施例７では、クラッド層２の外周面に、軸方向に亙って径方向の断面が凹凸となるように溝部21及び突条部22を設け、この凹凸によって光の散乱性を向上させた。
なお本実施例では、クラッド層２の最大厚みを0.3mmとし、クラッド層２の外周面に形成する溝部21を、深さを0.2mm、角度が28°のＶ字状を成す形状としている。また、溝部21・21…の間隔については、クラッド層２の周方向に10°間隔で設けている。
ちなみに、上記クラッド層２に設ける溝部21については、クラッド層２の厚みの半分よりも大きく、かつ、クラッド層の厚みよりも小さい深さで設ければよく、Ｖ字の角度も25〜35°の範囲で変更することができる。また溝部21・21…の間隔についても、クラッド層２の周方向に5〜20°の間隔で設ければ充分な散乱性を得られる。
『実施例８』
次に、本発明の実施例８について、以下に説明する。この実施例８では、クラッド層２に光散乱粒子を0.01〜5wt％添加した樹脂材料を使用して光散乱性を高めた(図示せず)。その他の寸法等の条件は実施例１と同様としたが、本実施例の線状発光体Ｆについても発光性能は良好であった。
次に、本発明の実施例８について、以下に説明する。この実施例８では、クラッド層２に光散乱粒子を0.01〜5wt％添加した樹脂材料を使用して光散乱性を高めた(図示せず)。その他の寸法等の条件は実施例１と同様としたが、本実施例の線状発光体Ｆについても発光性能は良好であった。
『実施例９』
次に、本発明の実施例９について、図８に基いて以下に説明する。この実施例９では、コア層１及び厚み0.2mmのクラッド層２から成る線状発光体Ｆを断面形状が半円状(直径6.0mm)の棒体とした。これにより、線状発光体Ｆを平面側に屈曲させることが容易となるため、線状発光体Ｆを大きく曲げて使用することが可能となった。
次に、本発明の実施例９について、図８に基いて以下に説明する。この実施例９では、コア層１及び厚み0.2mmのクラッド層２から成る線状発光体Ｆを断面形状が半円状(直径6.0mm)の棒体とした。これにより、線状発光体Ｆを平面側に屈曲させることが容易となるため、線状発光体Ｆを大きく曲げて使用することが可能となった。
なお、本実施例における線状発光体Ｆと実施例１の線状発光体Ｆとの曲げ剛性の比較データを以下の表２に示す。この表２から断面形状を半円形とした本実施例の方が、円形断面の実施例１よりも曲げ剛性が８分の１程度に低減しているのが分かる。
また、本実施例のように線状発光体Ｆをフラット面を有する形状とすることにより、フラット面に両面テープを貼り付けて壁面や被装飾物に線状発光体Ｆを固定することも容易となるため、嵌め込み等を利用して固定する従来の線状発光体よりも施工性が格段に向上する。
本発明は、概ね上記のように構成されるが、記載した実施例にのみ限定されるものではなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、コア層１には、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂を使用することができ、ポリメタクリル酸メチルだけでなく、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ｎ−ブチル、ポリメタクリル酸イソブチル、ポリメタクリル酸ｔ−ブチル、ポリメタクリル酸２−エチルヘキシルなどを挙げることができる。なお、その際には、クラッド層２との屈折率差が0.01〜0.15となるように材料を選択する。
また、クラッド層２の材料についても、屈折率が1.35〜1.45の樹脂を使用することができ、ＥＦＥＰやＥＴＦＥ等のフッ素樹脂だけでなく、その他の樹脂材料を使用することもできる。
また、コア層１とクラッド層２の材料選択に関しては、コア層１に成形温度が190〜250℃のアクリル系樹脂を使用し、クラッド層２に成形温度が230〜300℃のフッ素系樹脂を使用すれば、共押出成形によって線状発光体Ｆの製造を行うことができる。
そしてまた、クラッド層２の最大厚みは0.1〜1.0mmの範囲であれば、全光線透過率とヘイズ率を両立することができ、その際、クラッド層２の全光線透過率が80％以上、ヘイズ値が20％〜50%であれば、バランスの良い側面発光を得ることができる。
また更に、多層構造のクラッド層２において、外側層Ｑの樹脂に添加する光散乱粒子に二酸化チタン以外の金属粒子や非金属の無機粒子を使用することもでき、またクラッド層２を内側層Ｐと外側層Ｑを含む３層以上の樹脂層から構成することもでき、何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
最近では、様々なイルミネーションや車内電飾を見かけることができるが、これらの電飾において線状の発光をＬＥＤのみで表現しようとすると、沢山のＬＥＤを並べる必要があったため、コストが高く付く問題があった。
そのような中で、本発明の光ファイバ型線状発光体は、線状の発光を一つのＬＥＤで表現することができ、しかも、発光性能にも優れた有用な技術であるため、その産業上の利用価値は非常に高い。
１ コア層
２ クラッド層
21 溝部
22 突条部
３ 光反射層
Ｆ 線状発光体
Ｌ 光源
Ｐ 内側層
Ｑ 外側層
２ クラッド層
21 溝部
22 突条部
３ 光反射層
Ｆ 線状発光体
Ｌ 光源
Ｐ 内側層
Ｑ 外側層
Claims (13)
- 透明樹脂材料から成る棒状体であって、空気よりも屈折率が大きいコア層(１)と；このコア層(１)に被覆一体化した半透明樹脂材料から成るシース体であって、コア層(１)よりも屈折率が小さく、かつ、空気よりも屈折率が大きいクラッド層(２)とを含んで構成される光ファイバ型線状発光体の製造方法において、
前記コア層(１)に、屈折率が1.45〜1.60で、かつ、成形温度が190〜250℃のアクリル系樹脂を使用すると共に、クラッド層(２)に、屈折率が1.35〜1.45で、かつ、成形温度が230〜300℃のヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体、またはエチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体を使用し、更にコア層(１)とクラッド層(２)の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料を選択する一方、
前記クラッド層(２)の成形については、クラッド層(２)の厚みが0.1〜1.0mmとなるように、かつ、当該厚さのクラッド層(２)の光散乱粒子を添加しない条件下における可視光線の全光線透過率が80％以上、ヘイズ値が20％〜50%となるようにし、
更に前記コア層(１)とクラッド層(２)とを共押出成形によって一体的に形成することを特徴とする光ファイバ型線状発光体の製造方法。 - コア層(１)の断面形状を、平面部を有する半円状、半楕円状、扇状または矩形状とし、更にコア層(１)の平面部とクラッド層(２)との間、或いはコア層(１)の平面部を被覆するクラッド層(２)の外側に、白色または銀色の不透明樹脂材料から成る光反射層(３)を３色押出成形によって形成することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ型線状発光体の製造方法。
- 光反射層(３)の材料に、ヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体、またはエチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体を使用することを特徴とする請求項２記載の光ファイバ型線状発光体の製造方法。
- クラッド層(２)に対して、透明樹脂材料を100重量部とした場合に0.01〜5重量部の光散乱粒子を添加してヘイズ値を20〜90％に設定し、光散乱性を高めることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の光ファイバ型線状発光体の製造方法。
- クラッド層(２)を、厚みが0.1〜0.5mmとなるように成形することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の光ファイバ型線状発光体の製造方法。
- クラッド層(２)の外周面に、軸方向に亙って径方向の断面が凹凸となるように溝部(21)及び突条部(22)を設けることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の光ファイバ型線状発光体の製造方法。
- コア層(１)を、断面形状が半円状または半楕円状となるように成形してフラット面側に曲げやすい形状とすることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の光ファイバ型線状発光体の製造方法。
- クラッド層(２)が、透明な内側層(Ｐ)と光散乱粒子が添加された半透明状の外側層(Ｑ)とを有する多層構造となるように成形を行うことを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載の光ファイバ型線状発光体の製造方法。
- 透明樹脂材料から成る棒状体であって、空気よりも屈折率が大きいコア層(１)と；このコア層(１)に被覆一体化した半透明樹脂材料から成るシース体であって、コア層(１)よりも屈折率が小さく、かつ、空気よりも屈折率が大きいクラッド層(２)とを含んで構成される光ファイバ型線状発光体において、
前記コア層(１)に、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂が使用されると共に、クラッド層(２)に、屈折率が1.35〜1.45の樹脂が使用され、更にコア層(１)とクラッド層(２)の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料が選択される一方、
前記クラッド層(２)については、厚みが0.1〜1.0mmとなるように成形されると共に、当該厚みのクラッド層(２)の可視光線の全光線透過率が60％以上、ヘイズ値が20％〜90%となるように成形され、
更にクラッド層(２)の外周面には、軸方向に亙って径方向の断面が凹凸となるように溝部(21)及び突条部(22)が設けられて、前記溝部(21)の深さが、クラッド層(２)の厚みの半分よりも大きく、かつ、クラッド層(２)の厚みよりも小さくなっていることを特徴とする光ファイバ型線状発光体。 - クラッド層(２)の外周面に形成された溝部(21)が、角度が25〜35°のＶ字状であることを特徴とする請求項９記載の光ファイバ型線状発光体。
- クラッド層(２)の外周面に形成された溝部(21)が、周方向に5〜20°の間隔で設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の光ファイバ型線状発光体。
- 透明樹脂材料から成る棒状体であって、空気よりも屈折率が大きいコア層(１)と；このコア層(１)に被覆一体化した半透明樹脂材料から成るシース体であって、コア層(１)よりも屈折率が小さく、かつ、空気よりも屈折率が大きいクラッド層(２)とを含んで構成される光ファイバ型線状発光体において、
前記コア層(１)に、屈折率が1.45〜1.60のアクリル系樹脂が使用されると共に、クラッド層(２)に、屈折率が1.35〜1.45の樹脂が使用され、更にコア層(１)とクラッド層(２)の屈折率差が0.01〜0.15となるように双方の材料が選択される一方、
前記クラッド層(２)については、厚みが0.1〜1.0mmとなるように成形されると共に、当該厚みのクラッド層(２)の可視光線の全光線透過率が60％以上、ヘイズ値が20％〜90%となるように成形され、
更に前記コア層(１)については、断面形状が平面部を有する半円状、半楕円状、扇状または矩形状となるように成形されて、当該コア層(１)の平面部を被覆するクラッド層(２)の外側に、白色または銀色の不透明樹脂材料から成る光反射層(３)が平面部全体に形成されていることを特徴とする光ファイバ型線状発光体。 - 光反射層(３)の材料に、ヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体、またはエチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体が使用されていることを特徴とする請求項１２記載の光ファイバ型線状発光体。
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