JPWO2012114991A1 - 光拡散熱収縮性チューブ及び直管形ｌｅｄライト - Google Patents

Abstract

本発明は、ＬＥＤの点光源を従来の蛍光灯のような面光源イメージとするための光拡散性を有し、光源を内在する透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合でも破片の飛散を抑えることができる光拡散熱収縮性チューブを提供することを目的とする。また、本発明は、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形ＬＥＤライトを提供することを目的とする。本発明は、光拡散性を有する熱収縮性チューブであって、ポリエステル系樹脂、及び光拡散剤を含有し、前記ポリエステル系樹脂は固有粘度が０．８〜１．４ｄｌ／ｇであり、前記光拡散剤の含有量が０．１〜２．５重量％であり、チューブ厚みが６０〜３００μｍである光拡散熱収縮性チューブである。

Description

本発明は、光拡散熱収縮性チューブ、及び、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形ＬＥＤライトに関する。

近年、照明用としてＬＥＤ（発光ダイオード）が注目されつつある。ＬＥＤは省電力、長寿命の点で、従来の蛍光灯等に比べ環境への負荷が小さい。特に直管形ＬＥＤライトは今後の需要が期待されている。

しかしながら、ＬＥＤは点状光源であるため、ＬＥＤ光源を複数個内在する透明管において従来の蛍光灯のような面光源イメージを得るために様々な試みがなされている。
例えば、ガラス材質や樹脂材質等の照明カバーや透明管へ光拡散剤を練り込んだり、表面に塗布したりといった試みがなされていたり、更には、光拡散機能を持つシート、又はフィルムを巻き付けたりする例が報告されている。

特許文献１には、透光性樹脂に、石英ガラス微粒子と二酸化チタン、シリカ、カルシウム等の光拡散材を均一分散させた照明灯用光透過散光フィルターが開示されている。しかしながら、特許文献１に記載された照明灯用光透過散光フィルターは、透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合には破片が大きく飛散してしまうものであり、扱い易さ、及び安全性の観点からは不充分であった。

特開２０１０−１９２４１５号公報

本発明は、上記現状に鑑み、ＬＥＤの点光源を面光源イメージとするための光拡散性を有し、光源を内在する透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合でも破片の飛散を抑えることができる光拡散熱収縮性チューブを提供することを目的とする。また、本発明は、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形ＬＥＤライトを提供することを目的とする。

本発明は、熱収縮性チューブであって、ポリエステル系樹脂、及び光拡散剤を含有し、前記ポリエステル系樹脂は固有粘度が０．８〜１．４ｄｌ／ｇであり、前記光拡散剤の含有量が０．１〜２．５重量％であり、チューブ厚みが６０〜３００μｍである光拡散熱収縮性チューブである。

また、本発明の光拡散熱収縮性チューブにおいては、前記光拡散剤が有機系微粒子であることが好ましく、該有機系微粒子の平均粒子径が０．５〜２０．０μｍであることが好ましい。
以下に本発明を詳述する。

本発明者は、ポリエステル系樹脂、及び光拡散剤を含有し、ポリエステル系樹脂の固有粘度、光拡散剤の含有量、及びチューブ厚みが特定の範囲内である光拡散熱収縮性チューブは、ＬＥＤの点光源を面光源イメージとするための光拡散性を有することを見出した。また、本発明者は、該光拡散熱収縮性チューブは、熱収縮性に優れるとともに充分な強度を有することから、光源を内在する透明管全面を被覆することができ、更に、透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合でも破片の飛散を抑えることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の光拡散熱収縮性チューブは、ポリエステル系樹脂を含有する。
上記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ジカルボン酸とジオールとを縮重合させることにより得られるものが挙げられる。

上記ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、２−クロロテレフタル酸、２，５−ジクロロテレフタル酸、２−メチルテレフタル酸、４，４−スチルベンジカルボン酸、４，４−ビフェニルジカルボン酸、オルトフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、ビス安息香酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン、アントラセンジカルボン酸、４，４−ジフェニルエーテルジカルボン酸、４，４−ジフェノキシエタンジカルボン酸、５−Ｎａスルホイソフタル酸、エチレン−ビス−ｐ−安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。これらのジカルボン酸は単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。

上記ジオールとしては、例えば、ジエチレングリコール、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、トランス−又は−２，２，４，４−テトラメチル−１，３−シクロブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジオール等が挙げられる。これらのジオールは単独で使用してもよく、２種以上併用してもよい。

上記ポリエステル系樹脂としては、なかでも、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する成分を含有し、かつ、ジオール成分としてエチレングリコールに由来する成分を含有するものが好ましい。このようなポリエステル系樹脂を用いることにより、光拡散熱収縮性チューブに耐熱性を付与することができる。
上記ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する成分を含有し、かつ、ジオール成分としてエチレングリコールに由来する成分を含有するポリエステル系樹脂は、他の共重合成分を含有していてもよいが、ポリエステル系樹脂中の他の共重合成分の含有量は、１０モル％以下であることが好ましい。上記含有量が１０モル％を超えると、光拡散熱収縮性チューブの強度が低下し、透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合には破片の飛散を充分に抑えることができないことがある。

上記ポリエステル系樹脂の固有粘度の下限は０．８ｄｌ／ｇ、上限は１．４ｄｌ／ｇである。ポリエステル系樹脂の固有粘度をこの範囲にすることにより、熱収縮性に優れるとともに充分な強度を有する光拡散熱収縮性チューブを得ることができる。
上記固有粘度が０．８ｄｌ／ｇ未満であると、光拡散熱収縮性チューブの強度が低下し、透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合には破片の飛散を充分に抑えることができず、１．４ｄｌ／ｇを超えると、ポリエステル系樹脂の溶融粘度が高く押出成形しにくくなる。上記固有粘度の好ましい下限は１．０ｄｌ／ｇ、好ましい上限は１．２ｄｌ／ｇである。なお、上記固有粘度は、３５℃においてオルトクロロフェノール中で測定した値のことをいう。

上記ポリエステル系樹脂の数平均分子量の好ましい下限は３００００、好ましい上限は５５０００である。上記数平均分子量が３００００未満であると、光拡散熱収縮性チューブの強度が低下することがあり、５５０００を超えると、押出成形しにくくなることがある。なお、本明細書において、数平均分子量とはゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定されたものをいう。

上記ポリエステル系樹脂としては、上述した組成を有するポリエステル系樹脂を単独で用いてもよく、上述した組成を有する２種以上のポリエステル系樹脂を併用してもよい。

本発明の光拡散熱収縮性チューブは光拡散剤を含有する。
上記光拡散剤としては無機系微粒子又は有機系微粒子が挙げられる。無機系微粒子は炭酸カルシウム、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、ジルコニア、硫酸バリウム、ガラス、等の微粒子が挙げられる。有機系微粒子は、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等の微粒子が挙げられる。上記光拡散剤としては、なかでも、透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合の破片の飛散抑制効果が高いことから、有機系微粒子が好ましく、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂の微粒子がより好ましく、シリコーン系樹脂の微粒子が更に好ましい。

上記スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、及びスチレンと共重合可能なモノマー単位との共重合体等が挙げられる。上記スチレンと共重合可能なモノマー単位との共重合体としては、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。
上記アクリル系樹脂としては、ポリ（メタ）アクリル酸、及び（メタ）アクリル酸とそのエステルとの共重合体、並びに（メタ）アクリル酸、及びそのエステルと共重合可能なモノマー単位との共重合体等が挙げられる。当該アクリル系樹脂は、架橋であっても部分架橋であってもよい。ここで、「（メタ）アクリル酸」とは、メタクリル酸又はアクリル酸を表す。上記（メタ）アクリル酸のエステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等が挙げられる。
上記シリコーン系樹脂としては、シロキサン結合を骨格とするオルガノポリシロキサンに代表されるシリコーン系樹脂であれば特に制限はない。

上記有機系微粒子は、ポリエステル系樹脂の溶融温度で溶融せず、溶剤に不溶であるものが好ましく、又、形状は不定形であるよりは球状である方が好ましい。

上記有機系微粒子の平均粒子径の好ましい下限は０．５μｍ、好ましい上限は２０．０μｍである。有機系微粒子の平均粒子径をこの範囲にすることにより、二次凝集のない良好な分散性を得ることができる。なお、微粒子の平均粒子径は、レーザー回折方式粒度分布計（日機装（株）製のＭｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３０００ＩＩ）によって、測定することができる。

本発明の光拡散熱収縮性チューブにおける上記光拡散剤の含有量の下限は０．１重量％、上限は２．５重量％である。光拡散剤の含有量をこの範囲にすることにより、光拡散熱収縮性チューブの全光線透過率を大きく、かつ、平行光線透過率を小さくして、光拡散熱収縮性チューブにＬＥＤの点光源を面光源イメージとするための光拡散性を付与することができる。
上記光拡散剤の含有量が０．１重量％未満であると、平行光線透過率が大きくなり、充分な光拡散性が得られず、２．５重量％を超えると、全光線透過率が低下する。上記光拡散剤の含有量の好ましい下限は０．５重量％、好ましい上限は２．０重量％である。

本発明の光拡散熱収縮性チューブには、本発明の本質を損なわない範囲内で、熱安定剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、滑剤、消光剤、造核剤、難燃化剤等の公知の添加剤を添加してもよい。

本発明の光拡散熱収縮性チューブの構成としては、単層であっても多層であってもよい。

本発明の光拡散熱収縮性チューブは、チューブ厚みの下限が６０μｍ、上限が３００μｍである。チューブ厚みをこの範囲にすることにより、光拡散熱収縮性チューブに適度な弾力、及び強度を付与することができ、扱い易さも向上する。
上記チューブ厚みが６０μｍ未満であると、光拡散熱収縮性チューブの強度が低下し、透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合には破片の飛散を充分に抑えることができず、また、充分な光拡散性も得られない。上記チューブ厚みが３００μｍを超えると、光拡散熱収縮性チューブが厚くなりすぎて、光源を内在する透明管を光拡散熱収縮性チューブで被覆した場合に、充分な明るさが得られない。上記チューブ厚みの好ましい下限は９０μｍ、好ましい上限は２５０μｍである。

本発明の光拡散熱収縮性チューブを製造する方法としては特に限定されないが、ポリエステル系樹脂、及び光拡散剤を混合した後、チューブ状に押出成形した原管を二軸延伸する方法等が挙げられる。

本発明の光拡散熱収縮性チューブは、熱収縮性を有する。熱収縮率は二軸延伸によって得られ、沸騰水で３０秒間処理したときの寸法変化率で表し、光拡散熱収縮性チューブの軸方向（ＭＤ方向）で２０〜４０％、径方向（ＴＤ方向）で３５〜５０％が好ましい。これにより、例えばＬＥＤ光源を複数個内在する透明管を、光拡散熱収縮性チューブ内に挿入して光拡散熱収縮性チューブを熱収縮させることで、透明管全面を容易に美麗に被覆させることができる。

本発明の光拡散熱収縮性チューブは、全光線透過率が５０％以上であり、かつ、平行光線透過率が２０％以下であることが好ましい。全光線透過率が５０％未満であると、光源を内在する透明管を光拡散熱収縮性チューブで被覆した場合に、充分な明るさが得られないことがある。平行光線透過率が２０％を超えると、ＬＥＤの点光源を面光源イメージとすることができないことがある。

本発明の光拡散熱収縮性チューブの用途は特に限定されないが、ＬＥＤ光源を複数個内在する透明管を被覆するために使用されることが好ましい。
本発明の光拡散熱収縮性チューブは、ＬＥＤの点光源を面光源イメージとするための光拡散性を有するため、ＬＥＤ光源を複数個内在する透明管においても、管全体を均一な照度とすることができる。また、本発明の光拡散熱収縮性チューブは、熱収縮性に優れるとともに充分な強度を有することから、透明管全面を被覆することができ、更に、透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合でも破片の飛散を抑えることができる。
本発明の光拡散熱収縮性チューブで、ＬＥＤ光源を内在する透明管が被覆されている直管形ＬＥＤライトもまた、本発明の１つである。

本発明によれば、ＬＥＤの点光源を面光源イメージとするための光拡散性を有し、光源を内在する透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合でも破片の飛散を抑えることができる光拡散熱収縮性チューブを提供することができる。また、本発明によれば、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形ＬＥＤライトを提供することができる。

引張強さの測定において使用した測定用サンプルの形状を示す図である。 光拡散性評価の評価方法を模式的に示す図である。 光拡散性評価において使用したＬＥＤ懐中電灯を模式的に示す上面図である。 光拡散性評価において使用したＬＥＤ懐中電灯を上から見た写真である。 光拡散性評価を行った際にＬＥＤ光源を点光源として観察した写真である。 光拡散性評価を行った際にＬＥＤ光源を面光源として観察した写真である。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
ポリエステル系樹脂としてポリエチレンテレフタレート（固有粘度：１．１０ｄｌ／ｇ）、光拡散剤としてシリコーン系樹脂微粒子（平均粒子径２μｍ）を用い、これらを表１に示す割合で混合した樹脂組成物を投入口側の温度を２６０℃、先端付近の温度２８０℃に調整した押出機に投入し、２９０℃の環状ダイスから円形チューブ状に押出成形した。次いで、９５℃で縦３．０倍、横２．５倍の延伸倍率で二軸延伸することより、折径５５．０ｍｍ（内径φ３４．８）、チューブ厚みが１００μｍの光拡散熱収縮性チューブを得た。

（実施例２〜１１、比較例１〜５）
ポリエステル系樹脂、及び光拡散剤を表１に示す種類、及び割合に変更し、表１に示すチューブ厚みに変更した以外は実施例１と同様にして、光拡散熱収縮性チューブを得た。なお、実施例１１では、光拡散剤としてアクリル系樹脂微粒子（平均粒子径４μｍ）を用いた。

（評価）
実施例及び比較例で得られた光拡散熱収縮性チューブについて、以下の評価を行った。
結果を表１に示した。

（１）収縮率
得られた光拡散熱収縮性チューブを沸騰水で３０秒間処理して収縮させ、収縮前後での軸方向（ＭＤ方向）、及び径方向（ＴＤ方向）の寸法変化率を求め、収縮率とした。収縮率は、下記式を用いて求めた。
収縮率（％）＝｛（収縮前寸法−収縮後寸法）／収縮前寸法｝×１００

（２）引張強さ
得られた光拡散熱収縮性チューブを３号形のダンベル状（図１に示す形状、図１中の数値の単位はｍｍ）に打ち抜き測定用サンプルとした。引張試験機（株式会社東洋精機製作所製、Ｖ１０−Ｃ）を用いて、チャック間距離７０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引張強さを測定した。なお、光拡散熱収縮性チューブとしては、軸方向（ＭＤ方向）に切ってフィルム状にしたものを使用し、ＭＤ方向の引張強さを測定した。

（３）全光線透過率、平行光線透過率
得られた光拡散熱収縮性チューブについて、ヘイズメーター（株式会社東洋精機製作所製、直読ヘイズメーター）を用いて、全光線透過率、拡散透過率を測定した。平行光線透過率は、下記式を用いて求めた。
平行光線透過率（％）＝全光線透過率−拡散透過率

（４）収縮仕上評価
蛍光管（長さ１１９８ｍｍ）を光拡散熱収縮性チューブ内に挿入して、２００℃×３０ｓｅｃの加熱で光拡散熱収縮性チューブを熱収縮させ蛍光管を被覆した。被覆後の蛍光管を目視にて観察し、収縮斑（ムラ）によるシワが見られた場合を×、見られなかった場合を○で評価した。

（５）飛散抑制評価
蛍光管（長さ１１９８ｍｍ）を光拡散熱収縮性チューブ内に挿入して、１８０℃×３０ｓｅｃの加熱で光拡散熱収縮性チューブを熱収縮させ蛍光管を被覆した。被覆後の蛍光管を、３ｍの高さから直径１．６ｍの円を描いたコンクリートに落下させて、直径１．６ｍの円外に蛍光管のガラス片が飛散した場合を×、飛散しなかった場合を○で評価した。なお、円の直径は、［（蛍光管の長さ（ｍ）×１／２）＋１（ｍ）］を目安に設定した。

（６）光拡散性評価
図２に、本評価の評価方法を模式的に示す。図２に示すように、光拡散熱収縮性チューブ１を２枚のガラス板２（厚み２ｍｍ）の間に挟み測定用サンプルとした。この測定用サンプルの５０ｍｍ下からＬＥＤ懐中電灯３を点灯させて、ＬＥＤ光源の見え方を測定用サンプルの上から目視で観察した。使用したＬＥＤ懐中電灯３は、５０ｍｍの距離での照度が約６５０ルクスであり、図３に示すように、φ３０の円内に外径φ５のＬＥＤ光源４を６ｍｍから９ｍｍのピッチで１０個有していた。１０個のＬＥＤ光源を点光源として観察した場合を×、面光源として観察した場合を○で評価した。なお、光拡散熱収縮性チューブとしては、軸方向（ＭＤ方向）に切ってフィルム状にしたものを使用した。
なお、ＬＥＤ懐中電灯を上から見た写真を図４に示した。また、本評価を行った際にＬＥＤ光源を点光源として観察した写真を図５に、ＬＥＤ光源を面光源として観察した写真を図６に示した。

本発明によれば、ＬＥＤの点光源を面光源イメージとするための光拡散性を有し、光源を内在する透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合でも破片の飛散を抑えることができる光拡散熱収縮性チューブを提供できる。また、本発明によれば、ＬＥＤ光源を複数個内在する透明管においても、管全体が均一な照度とすることが可能な光拡散熱収縮性チューブを提供できる。また、本発明によれば、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形ＬＥＤライトを提供できる。

１ 光拡散熱収縮性チューブ
２ ガラス板
３ ＬＥＤ懐中電灯
４ ＬＥＤ光源

Claims (5)

1. ポリエステル系樹脂、及び光拡散剤を含有し、
   前記ポリエステル系樹脂は固有粘度が０．８〜１．４ｄｌ／ｇであり、
   前記光拡散剤の含有量が０．１〜２．５重量％であり、
   チューブ厚みが６０〜３００μｍである
   ことを特徴とする光拡散熱収縮性チューブ。
2. 前記光拡散剤が有機系微粒子であることを特徴とする請求項１記載の光拡散熱収縮性チューブ。
3. 前記有機系微粒子の平均粒子径が０．５〜２０．０μｍであることを特徴とする請求項２記載の光拡散熱収縮性チューブ。
4. 全光線透過率が５０％以上であり、かつ、平行光線透過率が２０％以下であることを特徴とする請求項１、２、又は３記載の光拡散熱収縮性チューブ。
5. 請求項１、２、３、又は４記載の光拡散熱収縮性チューブで、ＬＥＤ光源を内在する透明管が被覆されていることを特徴とする直管形ＬＥＤライト。