JPWO2017090249A1 - Manufacturing method of peripheral surface light emitting type light guide rod, and peripheral surface light emitting type light guide rod - Google Patents
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Abstract
【課題】 周方向の発光ムラを生じさせず、かつ、長さ方向の発光バランスを崩すことなく発光輝度を向上させることができる周面発光型導光棒、及び効率的で製造コストも安価に抑えられる周面発光型導光棒の製造方法を提供すること。
【解決手段】 透明な熱可塑性樹脂から成るコア層1と、このコア層1の周面を被覆し、かつ、前記コア層1の熱可塑性樹脂に対して非接着性の結晶性樹脂から成る仮被覆層2とを共押出成形して一体化すると共に、この共押出成形された溶融状態の棒状成形体を徐冷処理して前記コア層1と仮被覆層2の界面粗さを増大させることにより、前記コア層1の表面粗さをRa0.03〜1μmとした。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circumferential light emitting type light guide rod capable of improving light emission luminance without causing uneven light emission in the circumferential direction and without destroying the light emission balance in the length direction, and efficient and inexpensive to manufacture. To provide a manufacturing method of a surface-emitting light guide bar that can be suppressed.
A core layer 1 made of a transparent thermoplastic resin and a temporary resin made of a crystalline resin that covers the peripheral surface of the core layer 1 and is non-adhesive to the thermoplastic resin of the core layer 1 are disclosed. The coating layer 2 is coextruded and integrated, and the co-extruded molten rod-shaped molded body is slowly cooled to increase the interface roughness between the core layer 1 and the temporary coating layer 2. Thus, the surface roughness of the core layer 1 was set to Ra 0.03 to 1 μm.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、周面発光型導光棒の改良、詳しくは、長さ方向の発光バランスを崩すことなく従来よりも発光量を増大させることが可能な周面発光型導光棒、及びその効率的な製造方法に関するものである。 The present invention relates to an improvement of a peripheral surface light emitting type light guide rod, and more particularly, a peripheral surface light emitting type light guide rod capable of increasing the amount of light emission compared to the conventional one without destroying the light emission balance in the length direction, and the efficiency thereof. It relates to a typical manufacturing method.
近年、飾り具やイルミネーション、電飾看板等の多くの光装飾品に線状発光体が利用されているが、線状発光体として古くから使用されているネオンライトは、本体が可撓性の乏しいガラス管から構成されているため、直線状の発光体を屈曲させて壁面の湾曲部に沿わせたり、装飾文字や装飾模様を描いたりすることができない。 In recent years, linear light emitters have been used in many light ornaments such as ornaments, illuminations, and electric signs, but neon lights that have been used for a long time as linear light emitters have a flexible body. Since it is composed of a poor glass tube, it is not possible to bend the linear light emitter along the curved portion of the wall surface or draw decorative characters or patterns.
そこで、従来においては、自由に湾曲させて使用することのできる合成樹脂製の照明用導光棒も開発されており、本件出願人も以前に、透明樹脂から成るコア層と、半透明樹脂から成るクラッド層を共押出成形により一体化した光ファイバ型の導光棒について特許出願を行っている(特許文献1等参照)。
Therefore, in the past, synthetic light guide rods made of synthetic resin that can be freely curved have been developed, and the present applicant has previously made use of a transparent resin core layer and a translucent resin. A patent application has been filed for an optical fiber type light guide rod in which the clad layer is integrated by coextrusion (see
しかしながら、上記従来の導光棒は、発光輝度が全体的に小さかったため、照明用途や装飾用途での実用性を高めるために発光性能の改善が求められていた。そこで、従来、クラッド層表面に軸方向の溝を形成して発光性能が改善する技術も提案されたが、この技術では、導光棒に対する溝加工が必要となる上に、溝部分とそれ以外の部分とで発光ムラが生じ易くなる欠点があった。 However, since the conventional light guide rod has a low light emission luminance as a whole, improvement in light emission performance has been demanded in order to enhance practicality in illumination use and decoration use. Therefore, conventionally, a technique for improving the light emission performance by forming an axial groove on the surface of the cladding layer has also been proposed, but this technique requires a groove processing for the light guide rod, and the groove portion and the others. There is a drawback that uneven light emission is likely to occur in the portion.
一方、従来においては、クラッド層とコア層の界面粗さを非常にミクロなレベルで調節することによって導光棒の発光性能を改善する技術も公知となっているが(特許文献2〜5参照)、これらの技術に関しては、導光棒の構成としてクラッド層が必須となるだけでなく、クラッド層の押出成形の条件を緻密に制御する必要があったため、界面粗さの調整が難しかった。
On the other hand, conventionally, a technique for improving the light emitting performance of the light guide rod by adjusting the interface roughness between the cladding layer and the core layer at a very micro level is also known (see
また上記コア層とクラッド層の界面粗さを調節する技術では、押出成形されたクラッド層の内周面にブラスト処理やプラズマ処理等の表面処理を施して表面粗さを調整する方法も提案されているが、これらの表面処理は手間が掛かるだけでなく、クラッド層の狭い中空部内に処理を施すための特別な処理装置も必要となった。 In the technique for adjusting the interface roughness between the core layer and the cladding layer, a method for adjusting the surface roughness by subjecting the inner peripheral surface of the extruded cladding layer to surface treatment such as blasting or plasma treatment has been proposed. However, these surface treatments are not only troublesome, but also require a special processing apparatus for performing processing in the narrow hollow portion of the cladding layer.
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、周方向の発光ムラを生じさせず、かつ、長さ方向の発光バランスを崩すことなく発光輝度を向上させることができる周面発光型導光棒、及び効率的で製造コストも安価に抑えられる周面発光型導光棒の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to improve light emission luminance without causing uneven light emission in the circumferential direction and without destroying the light emission balance in the length direction. An object of the present invention is to provide a peripheral surface light emitting type light guide bar that can be manufactured and a method for manufacturing a peripheral surface light emitting type light guide bar that is efficient and can be manufactured at low cost.
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。 Means employed by the present inventor for solving the above-described problems will be described with reference to the accompanying drawings.
[製造方法の発明について]
即ち、本発明は、熱可塑性樹脂を棒状に押出成形して作製される周面発光型導光棒の製造方法において、透明な熱可塑性樹脂から成るコア層1と、このコア層1の周面を被覆し、かつ、前記コア層1の熱可塑性樹脂に対して非接着性の樹脂から成る仮被覆層2とを共押出成形して一体化すると共に、この共押出成形された溶融状態の棒状成形体を徐冷処理して前記コア層1と仮被覆層2の界面粗さを増大させることにより、前記コア層1の表面粗さをRa0.03〜1.0μm(好ましくはRa0.05〜0.5μm)とする方法を採用した点に特徴がある。[Invention of manufacturing method]
That is, the present invention relates to a method of manufacturing a peripheral light emitting type light guide rod produced by extruding a thermoplastic resin into a rod shape, and a
なお上記共押出成形された棒状成形体を徐冷処理する際には、コア層1表面の最大高さがRz0.5〜2.0μm(好ましくはRz0.6〜1.0μm)となるようにするのが好ましい。
When the co-extruded rod-shaped molded body is slowly cooled, the maximum height of the surface of the
また、上記仮被覆層2の材料に関しては、非接着性の樹脂の中でも他樹脂との接着性に乏しく徐冷処理によって表面粗さの調整も容易に行えるポリオレフィン系樹脂を使用するのが好ましい。
Regarding the material of the
また更に上記共押出成形された棒状成形体の徐冷処理に関しては、コア層1周面を最適な表面粗さとするために冷却速度を1〜80℃/秒(好ましくは5〜40℃/秒)に設定するのが好ましい。 Further, regarding the slow cooling treatment of the co-extruded rod-shaped molded body, the cooling rate is set to 1 to 80 ° C./second (preferably 5 to 40 ° C./second) in order to obtain an optimum surface roughness on one circumferential surface of the core layer. ) Is preferable.
また本発明では、上記共押出成形された棒状成形体を冷却賦形した後、仮被覆層2をコア層1から剥がしてコア層1の周面を露出させることで、導光棒を照明等にすぐに使える状態とすることができる。
Further, in the present invention, after cooling and shaping the co-extruded rod-shaped molded body, the
また上記仮被覆層2の周面の一部に、一本または複数本の破断溝21を長手方向に沿って形成しておけば、破断溝21に爪を入れて仮被覆層2を割くことができるため、コア層1から仮被覆層2を手作業で簡単に剥がすことができる。
Further, if one or a plurality of fractured
一方、本発明では、上記周面発光型導光の製造方法の代わりに、透明な熱可塑性樹脂から成るコア層1と、このコア層1の周囲に形成されるコア層1よりも屈折率の小さいフッ素系樹脂から成るクラッド層3と、このクラッド層3の周面を被覆し、かつ、クラッド層3のフッ素系樹脂に対して非接着性の樹脂から成る仮被覆層2とを共押出成形して一体化すると共に、この共押出成形された溶融状態の棒状成形体を徐冷処理して前記クラッド層3と仮被覆層2の界面粗さを増大させることにより、前記クラッド層3の表面粗さをRa0.03〜1.0μm(好ましくはRa0.05〜0.5μm)とする方法を採用することもできる。
On the other hand, in the present invention, instead of the manufacturing method of the circumferential light emitting type light guide, a refractive index higher than that of the
なお上記共押出成形された棒状成形体を徐冷処理する際には、クラッド層1表面の最大高さがRz0.5〜2.0μm(好ましくはRz0.6〜1.0μm)となるようにするのが好ましい。
When the co-extruded rod-shaped molded body is slowly cooled, the maximum height of the surface of the
[物の発明について]
また本発明は、透明なコア層1を少なくとも有し、かつ、当該コア層1の周面を露出させた状態で使用される熱可塑性樹脂製の周面発光型導光棒において、コア層1の主材料に透明な熱可塑性樹脂を使用すると共に、コア層1周面の表面粗さをRa0.03〜1.0μm(好ましくはRa0.05〜0.5μm)とした点にも特徴がある。[Invention of product]
Further, the present invention provides a peripheral surface light emitting type light guide rod made of a thermoplastic resin that has at least a
なお上記コア層1表面の最大高さについては、Rz0.5〜2.0μm(好ましくはRz0.6〜1.0μm)となるようにするのが好ましい。
The maximum height of the surface of the
また上記コア層1の周囲に、コア層1の熱可塑性樹脂に対して非接着性の樹脂から成る仮被覆層2を剥離可能に形成しておくことにより、コア層1を損傷等から保護することもできる。
In addition, the
一方、本発明では、透明なコア層1及びその周囲に形成された屈折率がコア層1よりも小さいクラッド層3とを少なくとも有し、かつ、前記クラッド層3の周面を露出させた状態で使用される熱可塑性樹脂製の周面発光型導光棒において、前記コア層1の主材料に透明な熱可塑性樹脂を使用すると共に、前記クラッド層3の主材料にフッ素系樹脂を使用し、更にクラッド層3周面の表面粗さをRa0.03〜1.0μm(好ましくはRa0.05〜0.5μm)とする構成を採用することもできる。
On the other hand, in the present invention, it has at least the
なお上記クラッド層3表面の最大高さについては、Rz0.5〜2.0μm(好ましくはRz0.6〜1.0μm)となるようにするのが好ましい。 The maximum height of the surface of the cladding layer 3 is preferably Rz 0.5 to 2.0 μm (preferably Rz 0.6 to 1.0 μm).
また上記構成を採用する場合には、クラッド層3の周囲に、クラッド層3のフッ素系樹脂に対して非接着性の樹脂から成る仮被覆層2を形成しておくことにより、クラッド層3を損傷等から保護することができる。
When the above configuration is adopted, the cladding layer 3 is formed by forming a
本発明では、使用時において導光棒の外周面となるコア層或いはクラッド層の表面粗さをRa0.03〜1.0μmとしたことにより、導光棒の発光輝度を全体的に向上させることが可能となる。しかも、本発明では、表面粗さをRa0.03〜1.0μmとしたことにより発光輝度の減衰率が過大になることもないため、長さ方向の発光バランスも良好に保つことができる。 In the present invention, when the surface roughness of the core layer or the clad layer that becomes the outer peripheral surface of the light guide rod in use is Ra 0.03 to 1.0 μm, the light emission luminance of the light guide rod can be improved as a whole. It becomes possible. In addition, in the present invention, since the surface roughness is set to Ra 0.03 to 1.0 μm, the light emission luminance attenuation rate does not become excessive, and thus the light emission balance in the length direction can be kept good.
また更に、本発明では、上記表面粗さを有するコア層またはクラッド層の外周面を、押出成形後の徐冷処理によって荒らした仮被覆層の表面形状を転写させることによって形成しているため、製造時に押出成形の条件を緻密に制御する必要もなく、また特殊な表面処理装置等を準備する必要もない。 Furthermore, in the present invention, the outer peripheral surface of the core layer or the clad layer having the above surface roughness is formed by transferring the surface shape of the temporary coating layer roughened by the slow cooling treatment after extrusion molding, It is not necessary to precisely control the conditions of extrusion molding during production, and it is not necessary to prepare a special surface treatment apparatus or the like.
したがって、本発明により、機能面において従来から求められていた発光性能の向上を図れるだけでなく、製造面においても効率的かつ低コストで製造を行える周面発光型導光棒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。 Therefore, according to the present invention, it is possible not only to improve the light emitting performance that has been conventionally required in terms of function, but also to provide a peripheral surface light emitting type light guide rod that can be manufactured efficiently and at low cost in terms of manufacturing, The practical utility value of the present invention is very high.
『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に基づいて以下に説明する。なお図中、符号Rで指示するものは、周面発光型の導光棒であり、符号1で指示するものは、コア層である。また符号2で指示するものは、仮被覆層である。"First embodiment"
Next, a first embodiment of the present invention will be described below based on FIG. 1 and FIG. In the figure, what is indicated by the symbol R is a peripheral light emitting type light guide rod, and what is indicated by the
「周面発光型導光棒の構成」
[1]基本構成について
本実施形態では、熱可塑性樹脂製の導光棒Rを、透明なコア層1と、このコア層1の周囲に形成された仮被覆層2の二層から構成している。またコア層1については、周面の表面粗さがRa0.03〜1.0μm(好ましくはRa0.05〜0.5μm)となるように形成している。また仮被覆層2は、コア層1に対して剥離可能に形成し、導光棒Rの使用時には仮被覆層2を剥がしてコア層1の周面を露出させた状態とする。また使用直前まで仮被覆層2を残しておくことでコア層1を損傷等から保護できる。なおコア層1表面の最大高さについては、Rz0.5〜2.0μm(好ましくはRz0.6〜1.0μm)となるようにするのが好ましい。"Structure of circumferential light-emitting light guide rod"
[1] Basic Configuration In this embodiment, the light guide rod R made of thermoplastic resin is composed of two layers, a
[2]コア層の材料について
また上記コア層1の主材料には、透明な熱可塑性樹脂を使用でき、具体的には導光棒Rの用途に応じて透明性に優れたPMMAや柔軟なアクリル系エラストマー等のアクリル系樹脂を好適に使用できる。また他にもポリカーボネート樹脂やポリスチレン系樹脂などもコア層1の熱可塑性樹脂として使用できる。またコア層1の樹脂材料中には、必要に応じて発光性能を向上させるために光散乱粒子を添加することもできる。[2] About the material of the core layer As the main material of the
[3]仮被覆層の材料について
また上記仮被覆層2の主材料には、コア層1の熱可塑性樹脂に対して非接着性の樹脂を使用できる。これにより、共押出成形時にコア層1との融着や接着が起こらなくなるため、仮被覆層2を容易に剥離可能となり、加えて、剥離時にコア層1の表面が傷付いたり、コア層1の表面に仮被覆層2の一部が残留したりする問題も生じ難くなる。なお仮被覆層2に用いる樹脂材料としては、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂の他にもフッ素系樹脂やポリエステル系樹脂やポリアミド系樹脂等を使用することもできる。[3] Material of Temporary Coating Layer The main material of the
[4]仮被覆層の破断溝について
また本実施形態では、上記仮被覆層2の周面に、図1及び図2に示すように一本の破断溝21を長手方向に沿って形成している。これにより、破断溝21に爪を差し込んで溝を押し広げるだけで、簡単に仮被覆層2を割くことができる。またそのまま爪を破断溝21に沿ってスライドさせれば、破断溝21全体を割いて剥がすことができる。なお破断溝21は、一本である必要はなく仮被覆層2を割き易くするために複数本形成することもできる。また仮被覆層2の破断溝21内を、仮被覆層2の周面と異なる色に着色することにより、破断層21の位置を見付け易くすることもできる。[4] Breaking groove of temporary covering layer Further, in this embodiment, a
[5]仮被覆層の寸法について
また、上記仮被覆層2の厚みに関しては、薄過ぎると破断溝21の形成が難しくなり、また厚過ぎると、コア層1の寸法・形状が安定しなくなるため、これらの問題が生じない0.05〜0.3mmの範囲で設計するのが好ましい。また上記破断溝21の深さに関しても、仮被覆層2を割き易くするために、仮被覆層2における破断溝21の底部部位の厚みが0.05mm以下となるように設計するのが好ましい。[5] Regarding the dimensions of the temporary coating layer Further, regarding the thickness of the
「周面発光型導光棒の製造方法」
[1]基本工程について
次に上記二層型の導光棒Rの製造方法について説明する。まず最初に、透明な熱可塑性樹脂から成るコア層1と、このコア層1の周面を被覆する非接着性の樹脂から成る仮被覆層2とを共押出成形して一体化する。その後、この共押出成形された溶融状態の棒状成形体を徐冷処理してコア層1と仮被覆層2の界面粗さを増大させることにより、コア層1の表面粗さをRa0.03〜1.0μm(好ましくはRa0.05〜0.5μm)とする。またこの際、コア層1表面の最大高さがRz0.5〜2.0μm(好ましくはRz0.6〜1.0μm)となるようにするのが好ましい。"Method for manufacturing circumferential light-emitting light guide rod"
[1] Basic Process Next, a method for manufacturing the two-layer light guide rod R will be described. First, the
[2]徐冷工程について
上記共押出成形された棒状成形体の徐冷処理に関しては、コア層1周面を最適な表面粗さとするために冷却速度を1〜80℃/秒(好ましくは5〜40℃/秒)に設定するのが好ましい。また徐冷手段としては、目標温度まで所定スピードでゆっくりと冷却できる方法であれば何れを採用することもできるが、特に空冷が好ましい。[2] Slow cooling step Regarding the slow cooling treatment of the co-extruded rod-shaped molded body, a cooling rate of 1 to 80 ° C./second (preferably 5 It is preferable to set it to ˜40 ° C./second. As the slow cooling means, any method can be adopted as long as it can cool slowly to a target temperature at a predetermined speed, but air cooling is particularly preferable.
[3]破断溝の形成工程について
また上記仮被覆層2の周面の一部には、一本または複数本の破断溝21を長手方向に沿って形成する。なお破断溝21の形成方法に関しては、金型を工夫して押出成形時に形成する方法だけでなく、徐冷工程の後、冷却賦形した仮被覆層2の表面に切削加工を行う方法なども採用できる。[3] Step of forming fracture groove One or a plurality of
[4]仮被覆層の剥離工程について
また必要に応じて上記導光棒Rをすぐに使用できるように、共押出成形された棒状成形体を冷却賦形した後、仮被覆層2をコア層1から剥がしてコア層1の周面を露出させておくこともできる。またその場合、仮被覆層2の剥がし作業を手作業でなく機械で自動化して行うこともできる。[4] Step of peeling off temporary coating layer In addition, the coextruded rod-shaped molded body is cooled and shaped so that the light guide rod R can be used immediately if necessary. The peripheral surface of the
『第二実施形態』
次に本発明の第二実施形態について、図3に基づいて以下に説明する。なお図中、符号3で指示するものは、クラッド層である。“Second Embodiment”
Next, 2nd embodiment of this invention is described below based on FIG. In the figure, what is indicated by reference numeral 3 is a cladding layer.
「周面発光型導光棒の構成」
[1]基本構成について
本実施形態では、透明なコア層1、このコア層1の周囲に形成されたクラッド層3、及びこのクラッド層3の周囲に形成された仮被覆層2の三層から構成している。またクラッド層3については、周面の表面粗さがRa0.03〜1.0μm(好ましくはRa0.05〜0.5μm)となるように形成している。また仮被覆層2については、クラッド層3に対して剥離可能に形成し、導光棒Rの使用時には仮被覆層2を剥がしてクラッド層3の周面を露出させた状態とする。また使用直前まで仮被覆層2を残しておくことでクラッド層3を損傷等から保護できる。なおクラッド層3表面の最大高さは、Rz0.5〜2.0μm(好ましくはRz0.6〜1.0μm)となるようにするのが好ましい。"Structure of circumferential light-emitting light guide rod"
[1] Basic Configuration In this embodiment, the
[2]コア層の材料について
上記コア層1の主材料については、第一実施形態と同様、透明な熱可塑性樹脂を使用することができ、具体的には導光棒Rの用途に応じて透明性に優れたPMMAや柔軟なアクリル系エラストマー等のアクリル系樹脂を好適に使用することができる。また他にもポリカーボネート樹脂やポリスチレン系樹脂などもコア層1の熱可塑性樹脂として使用できる。またコア層1の樹脂材料中には、必要に応じて発光性能を向上させるために光散乱粒子を添加することもできる。[2] About the material of the core layer As for the main material of the
[3]クラッド層の材料について
また上記クラッド層3の主材料には、コア層1よりも屈折率が小さいフッ素系樹脂を使用することができ、具体的には、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)やETFE(エチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等を使用できる。またクラッド層3の樹脂材料中にも、必要に応じて発光性能を向上させるために光散乱粒子を添加することができる。[3] Clad Layer Material As the main material of the clad layer 3, a fluorine-based resin having a refractive index smaller than that of the
[4]仮被覆層の材料について
また上記仮被覆層2の主材料には、クラッド層3のフッ素系樹脂に対して非接着性の樹脂を使用することができる。これにより、共押出成形時にクラッド層3との融着や接着が起こらなくなるため、仮被覆層2を容易に剥離可能となり、また剥離時にクラッド層3の表面が傷付いたり、クラッド層3の表面に仮被覆層2の一部が残留したりする問題も生じなくなる。なお仮被覆層2に用いる樹脂材料としては、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂の使用が好ましく、他にもポリエステル系樹脂やポリアミド系樹脂等を使用することもできる。[4] Material of Temporary Coating Layer Further, as the main material of the
[5]仮被覆層の破断溝および寸法について
また本実施形態においても、第一実施形態と同様、上記仮被覆層2の周面に、破断溝21を長手方向に沿って形成している。これにより、破断溝21に爪を差し込んで溝を押し広げるだけで、簡単に仮被覆層2を割くことができる。また、上記仮被覆層2の厚みに関しても、第一実施形態と同様、0.05〜0.3mmの範囲で設計するのが好ましい。また上記破断溝21の深さに関しても、仮被覆層2を割き易くするために、仮被覆層2における破断溝21の底部部位の厚みが0.05mm以下となるように設計するのが好ましい。[5] Breaking groove and dimension of temporary covering layer Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the breaking
「周面発光型導光棒の製造方法」
[1]基本工程について
次に上記三層型の導光棒Rの製造方法について説明する。まず最初に、アクリル系樹脂から成る透明なコア層1と、このコア層1の周囲に形成されるコア層1よりも屈折率の小さいフッ素系樹脂から成るクラッド層3と、このクラッド層3の周面を被覆するポリオレフィン系樹脂から成る仮被覆層2とを共押出成形して一体化する。その後、この共押出成形された溶融状態の棒状成形体を徐冷処理してクラッド層3と仮被覆層2の界面粗さを増大させることにより、クラッド層3の表面粗さをRa0.03〜1.0μm(好ましくはRa0.05〜0.5μm)とする。またこの際、クラッド層1表面の最大高さがRz0.5〜2.0μm(好ましくはRz0.6〜1.0μm)となるようにするのが好ましい。"Method for manufacturing circumferential light-emitting light guide rod"
[1] Basic Step Next, a method for manufacturing the three-layer light guide rod R will be described. First, a
[2]徐冷工程、破断溝の形成工程、仮被覆層の剥離工程について
上記棒状成形体の徐冷工程および仮被覆層2の破断溝の形成工程、並びにこれらの好ましい条件に関しては、第一実施形態に係る導光棒Rの製造方法と同様である。また本製造方法においても、上記共押出成形された棒状成形体を冷却賦形した後、仮被覆層2をクラッド層3から剥がしてクラッド層3の周面を露出させておくことで、導光棒Rをすぐに使える状態とすることができる。また仮被覆層2の剥がし作業は、手作業でなく機械で自動化して行うこともできる。[2] About the slow cooling step, the fracture groove forming step, and the temporary covering layer peeling step The slow cooling step of the rod-shaped molded body, the fracture groove forming step of the
「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。本試験では、製造条件が異なる複数の導光棒(下記実施例1〜7及び比較例1・2)を作製し、これらの各サンプルについて、仮被覆層と接するコア層またはクラッド層の表面粗さを測定した。その後、実施例1〜7及び比較例1・2のサンプルについて発光輝度評価試験を行った。なお導光棒の寸法に関しては、コア層の直径が2.85mm、仮被覆層の厚さが0.2mm、クラッド層の厚さが0.24mmとなるようにした。各サンプルの製造条件について以下に説明する。"Effectiveness test"
Next, a verification test of the effect of the present invention will be described. In this test, a plurality of light guide rods having different manufacturing conditions (Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 below) were produced, and for each of these samples, the surface roughness of the core layer or the clad layer in contact with the temporary coating layer was produced. Was measured. Then, the light emission luminance evaluation test was done about the samples of Examples 1-7 and Comparative Examples 1 and 2. Regarding the dimensions of the light guide rod, the diameter of the core layer was 2.85 mm, the thickness of the temporary coating layer was 0.2 mm, and the thickness of the cladding layer was 0.24 mm. The manufacturing conditions for each sample will be described below.
<本試験で作製したサンプル>
『実施例1』
この実施例1では、コア層の主材料にPMMAを使用すると共に、仮被覆層の主材料にポリプロピレン樹脂を使用して二層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を空冷により40℃/秒で徐冷処理した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa0.05μmとなり、最大高さはRz0.7μmとなった。その後、仮被覆層を剥がしてコア層単体から成る導光棒を作製した。
『実施例2』
この実施例2では、コア層の主材料にPMMAを使用すると共に、仮被覆層の主材料にポリプロピレン樹脂を使用して二層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を空冷により8℃/秒で徐冷処理した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa0.1μmとなり、最大高さはRz1.0μmとなった。その後、仮被覆層を剥がしてコア層単体から成る導光棒を作製した。
『実施例3』
この実施例3では、コア層の主材料にPMMAを使用すると共に、仮被覆層の主材料にポリプロピレン樹脂を使用して二層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を空冷により2℃/秒で徐冷処理した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa0.5μmとなり、最大高さはRz1.8μmとなった。その後、仮被覆層を剥がしてコア層単体から成る導光棒を作製した。<Sample prepared in this test>
“Example 1”
In Example 1, PMMA is used as the main material of the core layer, and polypropylene resin is used as the main material of the temporary coating layer, and then a two-layered rod-shaped molded body is coextruded and then melted. The body was slowly cooled at 40 ° C./second by air cooling. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 0.05 μm, and the maximum height was Rz 0.7 μm. Thereafter, the temporary covering layer was peeled off to produce a light guide rod made of a single core layer.
“Example 2”
In Example 2, PMMA is used as the main material of the core layer, and polypropylene resin is used as the main material of the temporary coating layer to co-extrusion a two-layered rod-shaped molded body, and then the molten rod-shaped molding is performed. The body was slowly cooled by air cooling at 8 ° C./second. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 0.1 μm, and the maximum height was Rz 1.0 μm. Thereafter, the temporary covering layer was peeled off to produce a light guide rod made of a single core layer.
“Example 3”
In Example 3, PMMA is used as the main material of the core layer, and a polypropylene resin is used as the main material of the temporary coating layer to co-extrusion a two-layered rod-shaped molded body, and then the molten rod-shaped molding is performed. The body was slowly cooled by air cooling at 2 ° C./second. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 0.5 μm, and the maximum height was Rz 1.8 μm. Thereafter, the temporary covering layer was peeled off to produce a light guide rod made of a single core layer.
『実施例4』
この実施例4では、コア層の主材料にPMMAを使用すると共に、仮被覆層の主材料にポリエチレン樹脂を使用して二層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を空冷により40℃/秒で徐冷処理した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa0.04μmとなり、最大高さはRz0.8μmとなった。その後、仮被覆層を剥がしてコア層単体から成る導光棒を作製した。
『実施例5』
この実施例5では、コア層の主材料にPMMAエラストマーを使用すると共に、クラッド層の主材料にEFEPを使用し、更に仮被覆層の主材料にポリプロピレン樹脂を使用して三層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を空冷により40℃/秒で徐冷処理した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa0.05μmとなり、最大高さはRz0.7μmとなった。その後、仮被覆層を剥がしてコア層とクラッド層の二層から成る導光棒を作製した。Example 4
In this Example 4, PMMA is used as the main material of the core layer, and polyethylene resin is used as the main material of the temporary coating layer to co-extrusion the two-layered rod-shaped molded body, and then the molten rod-shaped molding is performed. The body was slowly cooled at 40 ° C./second by air cooling. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 0.04 μm, and the maximum height was Rz 0.8 μm. Thereafter, the temporary covering layer was peeled off to produce a light guide rod made of a single core layer.
Example 5
In Example 5, a PMMA elastomer is used as the main material of the core layer, EFEP is used as the main material of the cladding layer, and a polypropylene resin is used as the main material of the temporary coating layer, thereby forming a three-layer rod-shaped molding. After the body was coextruded, the molten rod-shaped body was slowly cooled at 40 ° C./second by air cooling. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 0.05 μm, and the maximum height was Rz 0.7 μm. Thereafter, the temporary covering layer was peeled off to produce a light guide rod comprising two layers of a core layer and a clad layer.
『実施例6』
この実施例6では、コア層の主材料にPMMAを使用すると共に、仮被覆層の主材料にETFEを使用して二層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を空冷により40℃/秒で徐冷処理した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa0.05μmとなり、最大高さはRz0.5μmとなった。その後、仮被覆層を剥がしてコア層単体から成る導光棒を作製した。
『実施例7』
この実施例7では、コア層の主材料にPMMAを使用すると共に、仮被覆層の主材料にポリアミド系樹脂(PA6)を使用して二層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を空冷により40℃/秒で徐冷処理した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa0.05μmとなり、最大高さはRz0.6μmとなった。となった。その後、仮被覆層を剥がしてコア層単体から成る導光棒を作製した。“Example 6”
In Example 6, PMMA is used as the main material of the core layer, and ETFE is used as the main material of the temporary coating layer, and then a two-layered bar-shaped molded body is co-extruded, and then a molten rod-shaped molded body. The solution was slowly cooled at 40 ° C./second by air cooling. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 0.05 μm, and the maximum height was Rz 0.5 μm. Thereafter, the temporary covering layer was peeled off to produce a light guide rod made of a single core layer.
“Example 7”
In this Example 7, PMMA is used as the main material of the core layer, and polyamide resin (PA6) is used as the main material of the temporary coating layer, and then a two-layered rod-shaped molded body is coextruded and then melted. The rod-shaped compact in the state was slowly cooled at 40 ° C./second by air cooling. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 0.05 μm, and the maximum height was Rz 0.6 μm. It became. Thereafter, the temporary covering layer was peeled off to produce a light guide rod made of a single core layer.
『比較例1』
この比較例1では、コア層の主材料にPMMAを使用すると共に、仮被覆層の主材料にポリプロピレン樹脂を使用して二層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を0.8℃/秒でゆっくりと冷却した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa1.5μmとなり、最大高さはRz2.5μmとなった。その後、仮被覆層を剥がしてコア層単体から成る導光棒を作製した。
『比較例2』
この比較例2では、コア層の主材料にPMMAを使用すると共に、仮被覆層の主材料にEFEPを使用して二層型の棒状成形体を共押出成形した後、溶融状態の棒状成形体を8℃/秒で徐冷処理した。その結果、コア層周面の表面粗さはRa0.01μmとなり、最大高さはRz0.3μmとなった。Comparative Example 1
In Comparative Example 1, PMMA is used as the main material of the core layer, and a polypropylene resin is used as the main material of the temporary coating layer to co-extrusion a two-layered rod-shaped body, and then the molten rod-shaped molding The body was slowly cooled at 0.8 ° C / sec. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 1.5 μm, and the maximum height was Rz 2.5 μm. Thereafter, the temporary covering layer was peeled off to produce a light guide rod made of a single core layer.
"Comparative Example 2"
In Comparative Example 2, PMMA is used as the main material of the core layer, and EFEP is used as the main material of the temporary coating layer, and then a two-layered bar-shaped molded body is co-extruded and then melted. Was slowly cooled at 8 ° C./second. As a result, the surface roughness of the core layer peripheral surface was Ra 0.01 μm, and the maximum height was Rz 0.3 μm.
上記実施例1〜7及び比較例1・2の各サンプルの製造条件を表にまとめたものを以下に記載する。
<表面粗さ・最大高さの測定方法>
なお上記表面粗さと最大高さに関しては、本試験ではISO4287-1997に準拠した測定方法を採用し、レーザ顕微鏡(キーエンス社製:VK-X150)を用いて測定を行った。<Measurement method of surface roughness / maximum height>
The surface roughness and the maximum height were measured using a laser microscope (Keyence Co., Ltd .: VK-X150) in this test using a measurement method based on ISO4287-1997.
<輝度評価試験>
次に上記比較例及び実施例の各サンプルに対して行った輝度評価試験について以下に説明する。まず本試験では、各サンプルの寸法を長さ1000mm、直径2.85mm(クラッドなし)、直径3.09mm(クラッドあり)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。また本試験では、発光輝度の測定を、サンプル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、輝度37.7cd/m2、光束135lm、指向特性120°のものを使用した。以下に測定条件を表にまとめたものを記載する。
Next, luminance evaluation tests performed on the samples of the comparative example and the example will be described below. First, in this test, each sample was measured with a length of 1000 mm, a diameter of 2.85 mm (without cladding), and a diameter of 3.09 mm (with cladding), and the emission luminance at a distance of 100 to 900 mm from the light source was measured at 100 mm intervals. . In this test, the emission luminance was measured by placing a spectral radiance meter (CS-2000, manufactured by Konica Minolta) at a
そして、上記輝度評価試験の結果、図4に示すように、コア層の表面粗さ及び最大高さが大きい(Ra1.5μm、Rz2.5μm)比較例1のサンプルよりも、表面粗さをRa0.03〜1.0μmの範囲で抑えた実施例1〜4、6、7のサンプルの方が、減衰率が小さくなって発光ムラが抑制されていることが確認できた。またコア層の表面粗さ及び最大高さが小さい(Ra0.01μm、Rz0.3μm)比較例2のサンプルよりも、徐冷処理によってコア層の表面粗さをRa0.03〜1.0μm、最大高さをRz0.5〜1.8μmとした実施例1〜4、6、7のサンプルの方が全体的に発光輝度が大きくなっていることも確認できた。また同様にクラッド層を設けた実施例5についても発光輝度の向上や発光ムラの抑制効果を確認できた。以下に測定結果を表にまとめたものを記載する。
1 コア層
2 仮被覆層
21 破断溝
3 クラッド層
R 導光棒1
21 Breaking groove 3 Clad layer R Light guide rod
Claims (14)
透明な熱可塑性樹脂から成るコア層(1)と、このコア層(1)の周面を被覆し、かつ、前記コア層(1)の熱可塑性樹脂に対して非接着性の樹脂から成る仮被覆層(2)とを共押出成形して一体化すると共に、この共押出成形された溶融状態の棒状成形体を徐冷処理して前記コア層(1)と仮被覆層(2)の界面粗さを増大させ、前記コア層(1)の表面粗さがRa0.03〜1.0μmとなるようにすることを特徴とする周面発光型導光棒の製造方法。In the manufacturing method of the circumferential light emitting type light guide rod produced by extruding a thermoplastic resin into a rod shape,
A core layer (1) made of a transparent thermoplastic resin, and a temporary layer made of a resin that covers the peripheral surface of the core layer (1) and is non-adhesive to the thermoplastic resin of the core layer (1). The coating layer (2) is co-extruded and integrated, and the co-extruded molten rod-shaped molded body is gradually cooled to obtain an interface between the core layer (1) and the temporary coating layer (2). A method for manufacturing a circumferential light emitting type light guide rod, characterized by increasing the roughness so that the surface roughness of the core layer (1) is Ra 0.03 to 1.0 μm.
透明な熱可塑性樹脂から成るコア層(1)と、このコア層(1)の周囲に形成されるコア層(1)よりも屈折率の小さいフッ素系樹脂から成るクラッド層(3)と、このクラッド層(3)の周面を被覆し、かつ、前記クラッド層(3)のフッ素系樹脂に対して非接着性の樹脂から成る仮被覆層(2)とを共押出成形して一体化すると共に、この共押出成形された溶融状態の棒状成形体を徐冷処理して前記クラッド層(3)と仮被覆層(2)の界面粗さを増大させることにより、前記クラッド層(3)の表面粗さがRa0.03〜1.0μmとなるようにすることを特徴とする周面発光型導光棒の製造方法。In the manufacturing method of the circumferential light emitting type light guide rod produced by extruding a thermoplastic resin into a rod shape,
A core layer (1) made of a transparent thermoplastic resin, a clad layer (3) made of a fluororesin having a lower refractive index than the core layer (1) formed around the core layer (1), and The peripheral surface of the cladding layer (3) is coated, and the temporary coating layer (2) made of a non-adhesive resin with respect to the fluorine resin of the cladding layer (3) is co-extruded and integrated. At the same time, the co-extruded molten rod-shaped molded body is gradually cooled to increase the interface roughness between the cladding layer (3) and the temporary coating layer (2), thereby forming the cladding layer (3). A method of manufacturing a circumferential light emitting type light guide rod, wherein the surface roughness is Ra 0.03 to 1.0 μm.
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