JPH0358084A - 光チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明は光チューブに関し、ざらに詳しくは、内部に光
源を有さずに全体が光り輝く光チューブに関する。

（従来の技術およびその課題〉 ネオンサインのようなイルミネーション等に用いられる
チューブは、通常、ガラス製の管にネオン、アルゴン等
のガスを封入した放電管が用いられている。

しかしながら、このようなイルミネーション管はガラス
製のため壊れ易く取り扱いが容易でなく、また光源を内
部に有する発光体であるので発熱し、火災の危険がある
といった問題を有している。

そこで本発明は、丈夫で、安全で、かつ加工しやすく扱
いやすい光チューブを提供することを目的とする． ｛課題を解決するための手段｝ 本発明者らは、上記の目的を達或するために鋭意検討を
重ねた結果、合成樹脂からなるマトリックスにポリマー
粒子からなる光拡散剤を含有せしめた光拡散性樹脂組或
物を芯材とし、この芯材の周囲に透明な合成樹脂からな
る外層を被覆せしめたチューブは端部より光を導入する
と、全体が光り輝くことを見出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は、中央部を長手方向に貫通する芯部と
、該芯部の周りを被覆する外喘部とからなる光チューブ
において、 （ａ）該芯部が、合成樹脂からなるマトリックス中にポ
リマー粒子よりなる光拡散剤が含有ざれてなり、 （ｂ）該外層部が透明な合成樹脂からなることを特徴と
する光チューブを提供するものである。

まず、芯部について説明する。

本発明の光チューブにおける芯部には、マトリックスと
して合成樹脂が用いられる。使用できる合成樹脂として
は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フイン系樹脂；オレフインー酢酸ビニル共重合休：ボリ
メチル（メタ）アクリレート等のポリアルキル（メタ）
アクリレート（メタクリル樹脂）：塩化ビニル樹脂；ポ
リエステル：ナイロン等のボリアミド樹脂：ボリカーボ
ネート：ボリスチレン；スチレン／アクリ口ニトリル共
重合体；ポリビニリデンフルオライド；ポリスルホン等
が挙げられ、これらを単独で、もしくは共重合体として
、または混合物として用いるこεができる。

上記の合成樹脂としては、耐熱性、耐衝撃性を兼ね備え
たものが好ましい。

本発明の光チューブの芯部においては、上記の合成樹脂
からなるマトリックス中に、光拡散剤が含有されている
ことを特徴としている。そのような光拡散剤としては、
有機系高分子化合物の粒子を用いると、光透過性が適度
であり、光拡敗性が優れていて好ましく、具体的には、
アルキル（メタ）アクリレート系の樹脂、スチ１ノン系
樹脂のようなモノビニルアレーン系樹脂、ビニル力ルポ
キシレート樹脂等を挙げることができる。これらを単独
重合体もしくは共重合体として、混合物として、または
重層体として使用することができる。

好ましくはアルキルアクリレート系の樹脂であり、これ
を芯として、ざらに上記の樹脂が重層されたものがさら
に好ましい。そのような例としては、特開昭８３−１３
７９１１号公報および特願昭６３−１１９４１９号に開
示ざれた粒状重合体組或物がある。

上記の有機系高分子粒子にＴｉ０２等の無機系顔料を混
合して用いると、光拡散性が増大するのでチューブ内を
進む光が急速に減少し、光チューブの輝きが全体に渡っ
て均一にならないので好ましくない。

光拡散剤の粒子は通常、実質的に球形で、その平均粒径
が０．１〜５００μｍのものが用いられる。ここで平均
粒径とは、ナノサイザー（　ＮａｎＯ−ｓ　ｉ　ｚｅｒ
）で測定した平均粒径をいう。加えて、上述の粒子の少
なくとも９０重量％が、平均粒径の±２０％に収まるよ
うな粒子サイズ分布を有しているのが好ましい． また、光拡散性を良好ならしめるという点から、光拡散
剤の屈折率（Ｎｄ〉が、マトリックスである上記した合
成樹脂の屈折率（Ｎｍ）と以下の関係にあることが好ま
しい。

上記の光拡散剤粒子は、上記した合成樹脂（マトリック
ス〉に０，１〜４０Ｉ量％配合ざれる。

粒子がマトリックス中に均一に分敗していると、光拡敗
性が良好であるので好ましい。

光拡故剤を合成樹脂中に混入・分散せしめた樹脂組成物
としては、特願昭６３−１１９４１９弓に開示された重
合体組或物が特に好ましい。すなわら、熱可塑性または
熱硬化性マトリックス重合体と、その中に組或物全体の
０．１〜４０重里％の量で分散された、平均２〜１５μ
ｍを有し、かつ、粒子の少なくとも９０重量％が平均粒
子直径の±２０％に収まるような粒子ナイズ分布を有し
ている、実買的に球形の重合体粒子とを含む熱可塑性ま
ｌこは熱硬化性重合体組戊物である。また、その中でも
、該重合体組或物が熱可塑性重合体マトリックスを基材
とした光散乱性組成物であり、そして球形重合体粒子が
組或物全重温の０．１〜１０％を成す場合には、球形重
合体粒子は、（コアの仝重母を基準にして）Ｏまたは５
％までの交叉結合剤およびＯまたは５％までのグラフト
結合剤と共重２５ 合された、屈折率（ｎ　　）がマトリックス重合体Ｄ の屈折率の±０．２単位の籟囲内にあるが好ましくは±
０．００３単位よりも接近してはいない、ゴム状アルキ
ルアクリレート重合体（｛８Ｌ，、アルキル基は２ｇ１
〜８涸の炭素原子を有する）のコアと、１層以上の重合
体シェル（但し、その最外層はマトリックス重合体と相
溶性であり、シェルは粒子の重量の５〜４０％を威す）
とを有するコア／シエル重合体であるものがとりわけ好
ましい。

光拡散剤粒子を合成樹脂中に混入・分散せしめる方法は
、公知の方法を用いることができ、例えば■合成樹脂と
光拡散剤とを押出し機中で混練し、或形する方法、■ｃ
ｏ−ｓｐｒａｙ法、■エマルジョン型の合成樹脂と光拡
散剤とを混合し、凝固剤を用いて同藺に凝固せしめて、
或形する方法〈米国特許第３，　７５１，　５２７号明
細書）等の方法を適宜用いることができる。

また、必要に応じて紫外線吸収剤、難燃剤、染料、熱安
定剤等の添加物を、芯部の樹脂中に混入させることもで
きる。

次に、本発明の光チューブにおける外層部は、透明な合
成樹脂からなり、その種類は特に限定されず、透明であ
れば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれをも使用する
ことができる。外層部には、透明性を損なわない程度に
、必要に応じて難燃剤、染料、熱安定剤等の添加物を混
入させることができる。

本発明の光チューブにおいて、芯部と外層部の占める割
合は特に限定されないが、光チューブに入則する光の強
さ、芯部の組或、外層部の材質等に応じて適宜選択ざれ
る。

本発明の光チューブにおいては、横断面の形状は、例え
ば円形、゛長円形、正方形、長方形、菱形等いずれの形
状であってもよい。

上述したような芯部とその周囲を被覆する外層部とから
構成される本発明の光チューブの製造方法としては、芯
部の材料と外層部の材料とを共押出する方法、芯部の樹
脂の周囲に外層部材料をコーティングする方法、芯部の
樹脂の周囲に外層部の樹脂を貼り合わせる方法（ポスト
ーラミネーション）等があげられ、好ましくは共押出す
る方法である。

本発明の光チューブは、その端部より光を導入して用い
る。使用する光源は特に限定ざれず、用途に応じて適宜
使用することができる。チューブ内に導入ざれた光は、
直進しつつ一部は光拡散剤によって散乱せしめられる。

芯部と外層部の境界において、芯部より境界面に当った
光の入射角が外層部の材料の臨界角より小さいときには
、光は芯部から外層部へと抜け、光チューブから光が外
へ放射される。また逆に、入射角が臨界角より大きいと
、光は境界面で全反射して芯部内へ戻る。

かくして本発明の光チューブは、長手方向に沿ってチュ
ーブ全体が光り輝く。

本発明の光チューブは、光ファイバーとは本質的に異な
るものである。光ファイバーの場合には、チューブ内で
の光反射が維持され、チューブの途中では光が外部に放
射されることはない。したがって、チューブの端部にお
いてしか光を見ることができない。ところが、本発明の
光チューブでは、チューブ全体が光を放つのである。

本発明の光チューブは、例えばネオンサイン等のイルミ
ネーション、装飾用のディスプレイ、照明、信号、玩具
、アクセサリー等あらゆる分野に利用することができる
。

（作用） 本発明の光チューブは、芯部に光拡散剤を含有する合成
樹脂を用いているので、光の散乱性が良好であり、イル
くネーション等に用いられる光チューブとして優れてい
る。また、内部に光源を有ざないので、熱発生が極めて
小さいため、取り扱いが容易であり、安全性も高い。ざ
らに、樹脂組成物からなるため、ガラス等に比較して丈
夫でかつ破損等の危険も極めて少ない。加えて、曲げた
り、ねじったりといった方法を用いて、容易に好みの形
状にＦＪＯエすることができる。

（実施例） 以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例 （１）光拡散剤の製造 ステップａ まず、次の水性混合物を調製した。

スチレン ｎ−オクチルメル力ブタン １０％ドデシルベンゼンスル ホン酸ナトリウム水溶液 ５．３ 次に、攪拌器および冷却器を備え、かつ窒素を封入した
反応器に混合物Ａを入れ、８７℃に加熱した。

この攬拌した反応器内容物に、混合物Ｂの７％および混
合物Ｃのすべてを加え、反応器内容物を３０分間攪拌し
た。次いで、混合物Ｂの残りおよび混合物Ｄを、攪拌し
ながら９０分間かけて加えた。反応器内容物を、攪拌し
ながら５０分間８７℃に維持し、その後、得られた重合
体乳濁液（ａ｝を室温まで冷却した。

ナノサイザー（　Ｎａｎｏｓ　ｉ　ｚｅｒ）で測定した
ところ、重合体（プチルアクリレートースチレン〉粒子
の粒径は０．３μｍであった。

ステップｂ ここでは、プチルアクリレートとブチレングリコールジ
アクリレート架橋性単量体およびアリルメタクリレート
グラフト結合性単量体との乳濁液を使用して、ステップ
ａの０。３μｍ粒径を有する粒子から、均一のサイズを
有する２μｍ粒径の粒子に或長ざせた。

ブチレングリコール ジアクリレ−１’　　　　　　　　　０．　５０アリル
メタクリレート　　　　　２．０ｐ−ニトロソフエノレ
−１へ 水 ０．０１１ ２２６ １０％ドデシルベンゼン 混合物へ＠混合物Ｂと、ウォーリングプレンダ−　（Ｗ
ａｒｉｒｉｇ　Ｂｌｅｎｄｅｒ｝中にて３分間混合して
乳濁液を製造した。この乳濁液を、混合物Ｃが入ってい
る加圧式反応容器中に入れ、反応容器内容物を窒素封入
下で１時間攪拌した。反応容器を密封し、６８℃の水浴
中にて３時間振盪し、次いで室温に冷却した。

得られた重゛合体粒子は、粒径が約２μｍであった。

ステップＣ ここでは、上記ステップｂの２μｍの粒子から５μｍ粒
径を有する粒子に成長させた。混合物Ｃが、ステップｂ
で製造ざれた粒子懸濁液の２３重量部である以外は、ス
テップｂの操作を繰り返した。得られた粒子は、約５μ
ｍの粒径を有していた。

ステップｄ ここでは、上記ステップＣの粒子上に、メチルメタクリ
レートおよびエチルアクリ１ノー１への外殻を重合させ
て、コア／シエル重合体粒子に仕上げた。

次の水性混合物を製造した。

Ｂ　　メチルメタクリレート　　　　　９６Ｃ Ｄ ３％ナトリウムホルムアルデヒド スルホキシレート水溶液 １０％ドデシルベンゼン スルホン酸ナトリウム水溶液 水 ｔ−プチルハイドロパー オキサイド 水 １０ ０．４５ １４ 混合物Ａを、攪拌機および冷却器を備えかつ窒素を封入
した反応器中に秤収した。この反応器内容物を、６５℃
に加熱し、窒素封入下で潰拌した。

混合物Ｂ，ＣおよびＤを、反応器中に９Ｑ分間かけてそ
れぞれ別々に加えた。温度を６５゜Ｃに維持し、３０分
間攪拌した。次いで、反応器内容物を室温に冷却した。

かくして得られた光拡散剤（重合体積層体）の粒子は、
約５μｍの粒径を有し、かつ粒径２〜４μｍの粒子の数
は約２０％以下であり、粒子の非常に小さい粒径は０．
５μｍ以下であった。また、この重合体粒子の屈折率（
ｎ２５）は１．４６であＤ つた。

（２）光拡散性樹脂組成物の製造 ここでは、｛１｝で”ＩＪＡしたコア／シエル重合体粒
子〈光拡散剤）を使用して、光拡散性樹脂組或物を製造
した。

（１〉の（ｄ）で得られた光拡散剤を、カルシウムハイ
ポホスファイト（ｃａｌｃｉｕｍ　　ｈｙｐｏ−ｐｈｏ
ｓｐｈｉｔｅ）凝固剤を用いて凝固することによって水
性懸濁液から単離し、その粒子の２重量部を、約１２０
，０００重量平均分子量を有するポリ（メチルメタクリ
レート）の９８重量部と、２３２℃において溶融混合し
た。

なお、ここで、芯部のマトリックスとして使用したポリ
（メチルメタクリレート）の屈折率（ｎ２５）は、１．
４９であった。

Ｄ （３）光チューブの製造 （２）で製造した光拡故性樹脂組成物を芯部として用い
、フッ素樹脂を外層部として用い、外径１　０ｍｍ　（
断面における芯部の径Ｂｍｍ）の光チューブを製造した
。

この光チューブの一端より光｛光源：白熱灯｝を照躬し
たところ、チューブ全体に渡って光が照射された。

〈発明の効果〉 本発明の光チューブは、全体に渡って均一に光り輝くこ
とができ、また丈夫で取り扱いが容易であり、安全性も
高く、さらに加工性においても優れている。したがって
、その工業的価値は大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 中央部を長手方向に貫通する芯部と、該芯部の周りを被
   覆する外層部とからなる光チューブにおいて、 （ａ）該芯部が、合成樹脂からなるマトリックス中にポ
   リマー粒子よりなる光拡散剤が含有されてなり、 （ｂ）該外層部が透明な合成樹脂からなる ことを特徴とする光チューブ。