JP7442325B2 - Surrounding light emitting type light guide rod - Google Patents
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Description
本発明は、周面発光型導光棒の改良、詳しくは、発光性能及び発光バランスに優れた周面発光型導光棒に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a circumferential light emitting type light guide rod, and more particularly to a circumferential emitting type light guide rod having excellent luminous performance and light emission balance.
近年、線状発光体の利用したイルミネーション等の光装飾具や警告具が開発されているが、可撓性の乏しいガラス管から成るネオンライトは、それ自体を湾曲させて固定対象の湾曲面に沿わせたり、文字や図形、模様を表現したりすることが難しいだけでなく、ガラス管の破損等も起き易かったため、使い勝手が悪かった。 In recent years, light decorations and warning devices such as illuminations that use linear light emitters have been developed, but neon lights made of glass tubes with poor flexibility curve themselves and attach to curved surfaces to which they are fixed. Not only was it difficult to align the lines and express letters, figures, and patterns, but the glass tube was also easily damaged, making it difficult to use.
そのため、従来においては、端面から光を入射して線状発光体として利用できるコア層とクラッド層を備えたプラスチック製の周面発光型導光棒も開発されているが(特許文献１～３参照)、従来の周面発光型導光棒は、発光性能を上げるためにクラッド層に光散乱剤として白色顔料(酸化チタン等)を添加する必要があった。 Therefore, in the past, a plastic circumferential light-emitting type light guide rod having a core layer and a cladding layer that can be used as a linear light emitter by entering light from the end face has been developed (Patent Documents 1 to 3). ), conventional circumferential light-emitting light guide rods required the addition of a white pigment (titanium oxide, etc.) as a light scattering agent to the cladding layer in order to improve luminous performance.
しかしながら、上記白色顔料をクラッド層に添加する方法では、光源に近い部位の発光輝度が大きくなり過ぎて輝度減衰率が大きくなるなど、添加量による発光バランスの調整が難しいだけでなく、周面発光型導光棒を押出成形する際に、ダイの吐出ノズルに顔料の塊がメヤニとなって生じ、これが成形品に混入する問題も起き易かった。 However, with the above method of adding white pigment to the cladding layer, it is not only difficult to adjust the luminescence balance depending on the amount added, but also makes it difficult to adjust the luminescence balance by adjusting the amount of addition, such as the luminance of the part close to the light source becoming too high and the luminance attenuation rate increasing. During extrusion molding of the molded light guide rod, pigment lumps formed in the discharge nozzle of the die and were likely to be mixed into the molded product.
一方、上記メヤニの発生を防止しつつ輝度を上げる手法として、クラッド層に白色顔料を添加せず、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)の結晶化度の高い乳白グレードを使用することで、結晶部による光散乱効果を利用する方法が考えられるが、結晶部による散乱効果は白色顔料に及ばず、本来の光装飾具や警告具としての用途に適しない問題があった。 On the other hand, as a method to increase brightness while preventing the occurrence of the above-mentioned smudge, it is possible to avoid adding white pigment to the cladding layer and use a milky-white grade of polyvinylidene fluoride (PVDF) with a high degree of crystallinity. Although a method using the light scattering effect has been considered, the scattering effect due to the crystal part is not as good as that of white pigment, and there is a problem that it is not suitable for the intended use as a light decoration or a warning device.
本発明は、上記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、発光性能に優れるだけでなく、発光バランスの調整も容易に行え、更に押出成形する際に品質を低下させるメヤニの問題も生じ難い周面発光型導光棒を提供することにある。 The present invention was made in view of the above problems, and its purpose is not only to provide excellent luminous performance, but also to easily adjust the luminous balance, and to prevent quality deterioration during extrusion molding. It is an object of the present invention to provide a circumferential light emitting type light guide rod that is less likely to cause the problem of glare.
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。 The means adopted by the present inventor to solve the above problem will be explained below with reference to the accompanying drawings.
即ち、本発明は、透明樹脂を主材とする中心側のコア層１と；このコア層１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２と；を含んで周面発光型導光棒を構成する一方、前記クラッド層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して、顔料を含まない状態でクラッド層２を白濁させた点に特徴がある。 That is, the present invention provides a peripheral surface including a core layer 1 on the center side mainly made of a transparent resin; and a cladding layer 2 on the outer peripheral side mainly made of a resin having a lower refractive index than the core layer 1. While constituting the light-emitting type light guide rod, the cladding layer 2 is characterized by using a polymer alloy mixed with resins with different refractive indexes as the material for the cladding layer 2, making the cladding layer 2 cloudy without containing any pigment. be.
また本発明では、上記クラッド層２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を使用することにより、フッ素系樹脂の特性(耐薬品性、耐候性、防汚性等)に優れたクラッド層２を形成することができる。 In addition, in the present invention, by using a polymer alloy in which two or more types of fluororesins with different refractive indexes are mixed as the material of the cladding layer 2, the characteristics of the fluororesin (chemical resistance, weather resistance, stain resistance, etc.) are improved. ) A cladding layer 2 having excellent properties can be formed.
また本発明では、上記クラッド層２のポリマーアロイの材料として、屈折率1.30～1.38のフッ素系樹脂を低屈折率ポリマーとして使用すると共に、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のフッ素系樹脂を組み合わせて使用することができる。 Further, in the present invention, as the material of the polymer alloy of the cladding layer 2, a fluororesin having a refractive index of 1.30 to 1.38 is used as a low refractive index polymer, and a high refractive index polymer having a higher refractive index than this low refractive index polymer is used. A fluororesin having a refractive index of 1.36 to 1.44 can be used in combination.
また上記クラッド層２のポリマーアロイの低屈折率ポリマーに関しては、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(FEP)、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(PFA)を好適に使用できる。 Regarding the low refractive index polymer of the polymer alloy of the cladding layer 2, at least tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP) or tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) is preferably used. can.
また上記クラッド層２のポリマーアロイの高屈折率ポリマーに関しては、少なくともポリフッ化ビニリデン(PVDF)、またはテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)を好適に使用できる。 Regarding the high refractive index polymer of the polymer alloy of the cladding layer 2, at least polyvinylidene fluoride (PVDF) or tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE) can be suitably used.
また本発明では、上記コア層１とクラッド層２の間に中間層３を形成すると共に、中間層３にコア層１よりも屈折率が低い単一ポリマーを使用することで、導光性能を維持しつつ発光性能を高めることができる。 Furthermore, in the present invention, an intermediate layer 3 is formed between the core layer 1 and the cladding layer 2, and a single polymer having a refractive index lower than that of the core layer 1 is used for the intermediate layer 3, thereby improving light guiding performance. It is possible to improve the luminous performance while maintaining the same.
また本発明では、上記クラッド層２のポリマーアロイ、及び中間層３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(PVDF)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)、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)、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(PFA)の何れかを好適に使用できる。 Furthermore, in the present invention, materials common to both the polymer alloy of the cladding layer 2 and the single polymer of the intermediate layer 3 include polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE). Either ethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP) or tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) can be suitably used.
本発明の周面発光型導光棒は、クラッド層の主材料に、屈折率の異なる樹脂を組み合わせたポリマーアロイを使用することでクラッド層を白濁させているため、白色顔料(光散乱剤)を添加しなくてもクラッド層で光を散乱させて発光性能及び発光バランスを高めることができる。また光散乱剤の添加量の微妙な調整等も不要であるため、発光バランスの調整も容易となる。 The circumferential light guide rod of the present invention uses a polymer alloy, which is a combination of resins with different refractive indexes, as the main material of the cladding layer to make the cladding layer cloudy, so white pigment (light scattering agent) is used. Even without adding , it is possible to scatter light in the cladding layer and improve luminous performance and luminous balance. Further, since delicate adjustment of the amount of light scattering agent added is not necessary, the luminescence balance can be easily adjusted.
また本発明の周面発光型導光棒は白色顔料が添加されておらず、ポリマーアロイの材料自体の特性を利用して白濁させているため、周面発光型導光棒を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るようなこともなく、製造時のメヤニ混入による不良品の発生や成形品の品質低下も起き難い。 In addition, the circumferentially emitting type light guide rod of the present invention does not contain any white pigment, and uses the properties of the polymer alloy material itself to make it cloudy, so when extruding the circumferentially emitting type light guide rod, There is no possibility that pigment lumps form a smudge on the discharge nozzle of the die, and it is difficult for defective products or deterioration in the quality of molded products due to smear contamination during manufacturing to occur.
『第一実施形態』
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。
"First embodiment"
Next, a first embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 and 2. In the figure, what is designated by the reference numeral 1 is the core layer, and what is designated by the reference numeral 2 is the cladding layer. Moreover, what is indicated by the symbol B is a light guide rod.
「周面発光型導光棒の構成」
[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。
"Configuration of circumferential light guide rod"
[1] Regarding the basic structure of the circumferential light guide rod It is constructed by forming a cladding layer 2 mainly made of resin having a lower refractive index than the core layer 1. Further, by using a polymer alloy in which resins having different refractive indexes are mixed as the material of the cladding layer 2, the cladding layer 2 becomes cloudy even in a state in which no pigment is included.
上記の構成を採用することにより、導光棒Ｂの端部に光源装置から光を入射した際、入射された光が導光棒Ｂのクラッド層２内で散乱することで導光棒Ｂの発光輝度を高めることができ、光散乱剤(白色顔料)が添加された導光棒のように発光させることができる。またクラッド層２を顔料無添加とすることで、成形時の不具合(例えば、メヤニの問題等)を防止できる。 By adopting the above configuration, when light is incident on the end of the light guide bar B from the light source device, the incident light is scattered within the cladding layer 2 of the light guide bar B, so that the light guide bar B is Emission brightness can be increased, and it can be made to emit light like a light guide rod to which a light scattering agent (white pigment) has been added. Moreover, by making the cladding layer 2 free of pigments, it is possible to prevent defects during molding (for example, problems with smudges, etc.).
[２]コア層について
[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。
[2] About the core layer
[2-1] Core layer material The material for the core layer 1 of the light guide rod B mentioned above may be any transparent resin (including elastomer), specifically acrylic elastomer, hard acrylic resin, or hard resin. A polymer alloy obtained by mixing an acrylic resin with an acrylic elastomer, a polyolefin elastomer other than acrylic (TPO), thermoplastic polyurethane (TPU), polycarbonate resin (PC), etc. can also be used. In this embodiment, a soft acrylic elastomer is used. Further, as the material for the core layer 1, a thermoplastic resin that can be extruded is preferable, but a thermosetting resin can also be used.
また上記コア層１の材料に使用するアクリル系エラストマーに関しては、熱可塑性エラストマーであるメタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルのブロック共重合体(MMA-BAブロック共重合体)、またはアクリル酸メチルとアクリル酸ブチルのブロック共重合体の１種または複数種を好適に使用することができる。 Regarding the acrylic elastomer used as the material for the core layer 1, the thermoplastic elastomer is a block copolymer of methyl methacrylate and butyl acrylate (MMA-BA block copolymer), or a block copolymer of methyl acrylate and acrylic acid. One or more types of butyl block copolymers can be suitably used.
一方、上記コア層１に硬質アクリル系樹脂を使用する場合には、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸イソブチルまたはポリメタクリル酸t－ブチルの１種または複数種を好適に使用できる。なお本明細書中においては、ガラス転移温度(Tg)が常温(25℃)以上のアクリル系樹脂を「硬質アクリル系樹脂」とする。 On the other hand, when using a hard acrylic resin for the core layer 1, one or more of polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polyisobutyl methacrylate, or polyt-butyl methacrylate can be suitably used. . In this specification, an acrylic resin having a glass transition temperature (Tg) of room temperature (25° C.) or higher is referred to as a "hard acrylic resin."
[2-2]コア層の形状
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。
[2-2] Shape of the core layer In this embodiment, as shown in FIG. 2, the shape of the core layer 1 is a rod with a circular cross-section. It is also possible to adopt a semi-elliptical shape, an elliptical shape, a semicircular shape, a polygonal shape, etc. in the shape of a fish cake.
[３]クラッド層について
[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。
[3] About the cladding layer
[3-1] Material of the cladding layer On the other hand, in this embodiment, the polymer alloy used as the material of the cladding layer 2 of the light guide rod B is a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (with a refractive index of 1.34). A polymer alloy of low refractive index polymer (FEP) and high refractive index polymer polyvinylidene fluoride (PVDF) with a refractive index of 1.40 to 1.42 is used. An alkyl vinyl ether copolymer (PFA) or the like can also be used, and as a high refractive index polymer, a tetrafluoroethylene/ethylene copolymer (ETFE) having a refractive index of 1.40 can also be used.
また本実施形態のようにクラッド層２に屈折率が異なるフッ素系樹脂を混合したポリマーアロイを使用する場合には、低屈折率ポリマーとして屈折率1.30～1.38のフッ素系樹脂(FEPやPFA等)を好適に使用することができ、また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は、屈折率1.36～1.44のフッ素系樹脂(PVDFやETFE等)を好適に使用することができる。 In addition, when using a polymer alloy in which fluororesins with different refractive indexes are mixed in the cladding layer 2 as in this embodiment, a fluororesin (FEP, PFA, etc.) with a refractive index of 1.30 to 1.38 is used as a low refractive index polymer. Also, as a high refractive index polymer having a higher refractive index than a low refractive index polymer, a fluororesin (PVDF, ETFE, etc.) with a refractive index of 1.36 to 1.44 can be suitably used. .
また上記ポリマーアロイの混合比率に関しては、本実施形態では低屈折率ポリマーである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％、高屈折ポリマーであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)を30％としているが、高屈折率ポリマーと低屈折率ポリマーの混合比率については使用する材料に応じて適宜変更することができる。 Regarding the mixing ratio of the above polymer alloy, in this embodiment, 70% of tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP), which is a low refractive index polymer, and 30% of polyvinylidene fluoride (PVDF), which is a high refractive index polymer. %, but the mixing ratio of the high refractive index polymer and the low refractive index polymer can be changed as appropriate depending on the materials used.
また本実施形態では、フッ素系樹脂の特性を損なわずにクラッド層２を白濁させるために屈折率が異なるフッ素系樹脂を混合したポリマーアロイを使用しているが、導光棒Ｂに求められる特性に応じてフッ素系樹脂とフッ素系以外の樹脂、またはフッ素系以外の樹脂同士を組み合わせたポリマーアロイを使用することもできる。またクラッド層２の材料には３種以上の樹脂を混合したポリマーアロイを使用することもできる。 Furthermore, in this embodiment, a polymer alloy in which fluororesins with different refractive indexes are mixed is used in order to make the cladding layer 2 cloudy without impairing the characteristics of the fluororesin. Depending on the requirements, a polymer alloy consisting of a combination of a fluororesin and a non-fluorine resin, or a combination of non-fluorine resins may also be used. Further, as the material of the cladding layer 2, a polymer alloy obtained by mixing three or more types of resins can also be used.
[3-2]クラッド層の形状
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。
[3-2] Shape of the cladding layer Regarding the shape of the cladding layer 2, in this embodiment, it is formed with a constant thickness over the entire outer periphery of the core layer 1 having a circular cross section, but the thickness of the cladding layer 2 can be changed as appropriate. Can be changed. Note that the thickness of the cladding layer 2 is preferably within the range of 0.05 mm to 1.0 mm from the viewpoint of the bending strength, light guiding performance, and light emitting performance of the light guiding rod B.
[４]顔料の添加について
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。
[4] Regarding the addition of pigment In this embodiment, the light guide rod B is constructed without adding any pigment, but a pigment can also be added to the material of the core layer 1 other than the cladding layer 2. For example, yellowing of the emitted light color of the light guide rod B can be suppressed by adding a bluing agent (a blue pigment or a purple pigment) to the core layer 1.
[５]光源装置について
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。
[5] Regarding the light source device In addition, as a light source device for inputting light into the light guide rod, an LED light source can be suitably used, but depending on the purpose such as illumination, not only a monochrome light emitting type but also a multicolor light emitting type can be used. A molded type can also be used, and the light source device can be attached not only to one end of the light guide rod B but also to both ends. Further, a halogen lamp or the like other than the LED light source can also be used as the light source device.
『第二実施形態』
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。
“Second embodiment”
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on FIG. 3. Note that in the figure, what is indicated by the reference numeral 3 is the intermediate layer. In this embodiment, a transparent intermediate layer 3 is formed between the core layer 1 and the cladding layer 2 as shown in FIG. By using it, the brightness attenuation rate of the light guide rod B can be suppressed, and the color of the emitted light can be brought closer to that of the light guide rod to which a light scattering agent (white pigment) is added. The other configurations are the same as those in the first embodiment.
[１]中間層について
[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。
[1] About the middle layer
[1-1] Material of intermediate layer Regarding the single polymer material of the intermediate layer 3 of the light guide rod B, in this embodiment, one of the polymer alloy materials of the cladding layer 2 is used in order to adhere to the cladding layer 2. Although polyvinylidene fluoride (PVDF) is used, other fluorine-based resins or non-fluorine-based resins may also be used as long as they have a lower refractive index than the core layer 1.
また中間層３とクラッド層２との接着性を高めるために、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)や、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)、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)をクラッド層２のポリマーアロイと中間層３の単一ポリマーの双方に共通する材料として使用することもできる。 In addition, in order to improve the adhesion between the intermediate layer 3 and the cladding layer 2, tetrafluoroethylene/ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene/perfluoropropylene An alkyl vinyl ether copolymer (PFA) can also be used as a common material for both the polymer alloy of the cladding layer 2 and the single polymer of the intermediate layer 3.
[1-2]中間層の形状
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。
[1-2] Shape of the intermediate layer Regarding the shape of the intermediate layer 3, in this embodiment, it is formed with a constant thickness between the core layer 1 and the cladding layer 2, which have a circular cross section. As for the thickness, like the cladding layer 2, it can be changed as appropriate, and from the viewpoint of the bending strength, light guiding performance, and light emitting performance of the light guiding rod B, it is preferable to set the thickness within the range of 0.05 mm to 1.0 mm. .
[２]顔料の添加について
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。
[2] Regarding the addition of pigments In this embodiment, the light guide rod B is constructed without adding pigments, but pigments may also be added to the material of the core layer 1 or the intermediate layer 3 other than the cladding layer 2. For example, a blueing agent (a blue pigment or a purple pigment) may be added to the intermediate layer 3 to suppress yellowing of the light emitted from the light guide rod B.
[効果の実証試験]
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。
[Efficacy verification test]
Next, a demonstration test of the effects of the present invention will be explained. First, in this test, we tested a light guide rod with a three-layer structure according to the second embodiment, and a light guide rod with a three-layer structure whose material is different from the cladding layer of the second embodiment (Example 1 and Comparative Examples 1 to 2 below). ), and the brightness attenuation characteristics and chromaticity changes were evaluated for each of these light guide rods. The manufacturing conditions for each sample of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, as well as the methods and results of each test will be explained below.
「実施例１」
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。
"Example 1"
In this Example 1, a round rod-shaped circumferential light-emitting type light guide rod having a diameter of 3.5 mm (core layer: diameter 3.1 mm, intermediate layer: thickness 0.1 mm, cladding layer: thickness 0.1 mm) was produced by coextrusion molding. In addition, the main material of the core layer is a soft acrylic elastomer, the intermediate layer is a transparent grade of polyvinylidene fluoride (PVDF), and the main material of the cladding layer is tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. A polymer alloy containing 70% polymer (FEP) and 30% transparent grade polyvinylidene fluoride (PVDF) was used. Note that the transparent grade of polyvinylidene fluoride (PVDF) refers to a low-crystalline grade that suppresses the scattering effect in the crystal part in order to see the effect of the polymer alloy.
「比較例１」
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。
“Comparative Example 1”
In this comparative example 1, as in the above-mentioned example 1, a round bar-shaped circumferential light emitting light guide rod with a diameter of 3.5 mm (core layer: diameter 3.1 mm, intermediate layer: thickness 0.1 mm, cladding layer: thickness 0.1 mm) was used. Manufactured by coextrusion molding. In addition, soft acrylic elastomer is used as the main material for the core layer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), which is a fluorine-based resin, is used for the intermediate layer, and fluorine is used as the main material for the cladding layer. A system resin called tetrafluoroethylene/ethylene copolymer (ETFE) was used. Further, 0.065 parts by weight of titanium oxide, which is a light scattering agent (white pigment), was added to the cladding layer based on 100 parts by weight of the main material of the cladding layer.
「比較例２」
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。
In Comparative Example 2, as in Example 1, a round bar-shaped circumferential light guide rod with a diameter of 3.5 mm (core layer: diameter 3.1 mm, intermediate layer: thickness 0.1 mm, cladding layer: thickness 0.1 mm) was used. Manufactured by coextrusion molding. In addition, the main material of the core layer is a soft acrylic elastomer, the intermediate layer is a transparent grade of polyvinylidene fluoride (PVDF), and the main material of the cladding layer is a pigment of polyvinylidene fluoride (PVDF). A milky white grade containing no was used. Table 1 summarizing the manufacturing conditions is shown below.
＜輝度減衰特性の評価＞
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。
For the light guide rods of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the dimensions were 1000 mm in length and 3.5 mm in diameter, and the luminescence brightness was measured at a distance of 100 to 900 mm from the light source at 100 mm intervals. In this test, the luminescence brightness was measured by placing a spectral radiance meter (CS-2000 manufactured by Konica Minolta) at a
そして、測定結果をグラフ化した図４を見ても分かるように、実施例１の導光棒の輝度は、比較例２の輝度より高いことが確認できた。またこれにより実施例１の導光棒は発光バランスに優れていることが確認できた。下記表３に発光輝度の詳細なデータを示す(輝度の単位はcd/m2)。
＜光源から近距離の輝度と成形性の評価＞
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。
Next, the brightness and moldability at a short distance (100 mm to 400 mm) from the light source of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated. Table 4 below shows the evaluation of brightness and moldability. Comparative Example 1 had high brightness at a short distance from the light source, but a lump of pigment formed in the discharging nozzle of the die during extrusion molding. In Comparative Example 2, no pigment was used, so there was no buildup, but the brightness at a short distance from the light source was low, and the brightness of the light source must be increased to use it as a light decoration or warning device. However, there was a problem in terms of power consumption. On the other hand, in Example 1, as in Comparative Example 2, no pigment was used, so no staining occurred, and furthermore, it was confirmed that the brightness at a short distance from the light source was higher than the brightness in Comparative Example 2.
１ コア層
２ クラッド層
３ 中間層
Ｂ 導光棒
1 core layer 2 cladding layer 3 intermediate layer B light guide rod
Claims (6)
前記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、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。 A core layer on the center side mainly made of transparent resin; and a cladding layer on the outer peripheral side mainly made of resin with a lower refractive index than this core layer;
A peripheral light-emitting type conductor characterized in that the cladding layer is made of a polymer alloy made of a mixture of two or more types of fluororesins having different refractive indexes, and the cladding layer is cloudy without containing any pigment. Light stick.
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おり、更に前記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周面発光型導光棒。 A core layer on the center side mainly made of transparent resin; and a cladding layer on the outer peripheral side mainly made of resin with a lower refractive index than this core layer;
A polymer alloy mixed with resins having different refractive indexes is used as the material of the cladding layer, and the cladding layer is cloudy without containing pigment, and an intermediate layer is formed between the core layer and the cladding layer. and a single polymer having a lower refractive index than the core layer is used for the intermediate layer.
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