JP5196810B2 - Side-light leakage type illumination device provided with sheet-like optical transmission body and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、柔軟可撓性を有するシート状光伝送体を備えた側面漏光型照光装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a side light leakage type illumination device and a manufacturing how having a sheet-like optical transmission medium having a soft flexible.
プラスチック製光伝送体は、端面加工や取り扱いが容易であり、安価かつ軽量で、大口径のものが得られる等の利点を有することから、照明用途、センサー用途、通信用途で利用されている。特に、プラスチック製光伝送体は電気や熱を通さないという特徴があり、光源装置と組合わせるだけで照光装置となり施工が容易という点から、近年は照明用途において、よく使用されてきている。 Plastic optical transmission bodies are advantageous in lighting applications, sensor applications, and communication applications because they have advantages such as easy end face processing and handling, low cost and light weight, and large diameters. In particular, a plastic light transmission body has a feature that it does not transmit electricity or heat, and since it becomes an illumination device simply by being combined with a light source device and is easy to construct, it has been often used in lighting applications in recent years.
照明用途としては、シートや紙のピンホール検出の為にライン状に照光したり、パソコンのディスプレイやキーボード、携帯電話の画面、液晶パネル、タッチ式コントロールパネルのバックライトのように平面状に照光する用途がある。したがって、最近は、広範囲を照光することが可能で、しかも柔軟可撓性を有するプラスチック製光伝送体(照明媒体)に対する要望が高まっている。 For lighting applications, illuminate in a line shape to detect pinholes in sheets and paper, or illuminate in a flat shape like the backlight of a personal computer display, keyboard, mobile phone screen, liquid crystal panel, or touch control panel. There are uses to do. Therefore, recently, there is an increasing demand for a plastic optical transmission body (illumination medium) that can illuminate a wide range and has flexibility and flexibility.
シート状の光伝送体(照明媒体)及びその製造方法に関しては、これまでに多くの提案が行われている。 Many proposals have been made so far for sheet-like light transmission bodies (illumination media) and methods for producing the same.
例えば、特許文献1には、1枚のシート状の導光材料(例えば透明アクリル板)を加工した光ガイドを用いた光検出装置が提案されている。
For example,
特許文献2及び特許文献3には、コアとクラッドを有するプラスチック光ファイバ(POF)に被覆を施して成る光ファイバ心線を複数並列に並べ、さらにこれら複数の光ファイバ心線に一括して反応性シリコーン系硬化樹脂からなる保護被覆を施してなるテープ型光ファイバ心線が提案されている。
In
特許文献4には、複数本のPOFを密着並列状態で熱圧着してなるシート状POFが提案されている。 Patent Document 4 proposes a sheet-like POF formed by thermocompression bonding a plurality of POFs in a closely parallel state.
特許文献5には、平面状の光を透過する透過材の側面から、発光ダイオード(LED)の光を投入した平面発光型の照明器具が提案されている。 Patent Document 5 proposes a planar light-emitting illumination device in which light from a light-emitting diode (LED) is input from the side surface of a transmissive material that transmits planar light.
特許文献6及び特許文献7には、コア部となるアクリル樹脂シートなどに、透明樹脂ビーズを有機溶媒に溶かした塗布液を塗布(ディップコート法)してクラッド部を形成したシート型光導路が提案されている。
特許文献1に記載されている光ガイドの導光部は、コア部のみから構成され、空気層をクラッドとするものである。しかし、このタイプの光ガイドでは、光ガイドの側面に傷が付くと、その部分から光が洩れてしまったり、実際は伝送光がコア部から外にしみ出してしまう。したがって、光を伝送できる距離が非常に短かく、照明用途に応用することは困難である。
The light guide part of the light guide described in
特許文献2、特許文献3及び特許文献4に記載されているシート状POFを製造する為には、予め作製しておいたPOF素線を、さらに束ねてシート形状にする工程が必要であり、加工工数が多くなる。さらに、一本一本のPOF素線がクラッドで区切られているので、シート全体を均一に照らすには全てのPOF素線に均一に光を入射する必要があり、部品点数や加工工数が多くなる。さらに、POF素線を並べているのでコア部の面積が小さくなり、受光量が低下する。
In order to manufacture the sheet-like POF described in
特許文献5では、平面発光体を構成する部材としてガラスのみが記載されている。したがって、この平面発光体は柔軟可撓性を有するものではない。また、クラッドの機能を担う反射面を形成するために後工程で鏡面加工が必要となるので、工数が増える。 In patent document 5, only glass is described as a member which comprises a planar light-emitting body. Therefore, this flat light emitter does not have soft flexibility. In addition, since the mirror surface processing is required in the subsequent process in order to form the reflection surface that functions as the cladding, the number of steps is increased.
特許文献6及び特許文献7に記載されているディップコート法で製造したシート型光導路は、クラッドの厚みを均一に制御することが困難であり、またクラッドの塗布液に用いる有機溶媒にコアの材料が溶解する場合がある。その結果、これを照明用途に使用すると光量斑が生じたり、光伝送性能が不十分であったりする。したがって、このディップコート法は、シート厚さが薄いシート型光導路の製造に適用することは困難である。さらに、ディップコート法では、塗布・乾燥・硬化処理が必要であり加工工数が多くなる。
In the sheet type optical path manufactured by the dip coating method described in
本発明の目的は、柔軟可撓性を有し、照射光量と均一漏光性に優れ、さらに安価に製造することが可能なシート状光伝送体を備えた側面漏光型照光装置及びその製造方法を提供することである。 An object of the present invention, the flexible flexible and excellent uniformity light leakage resistance and light quantity, further inexpensively side light leakage type illumination device having a sheet-like optical transmission member which can be manufactured and a manufacturing how Is to provide.
本発明者らは、上記課題に鑑みて鋭意検討を行った結果、特定の製法によって得られる特定のシート状光伝送体が上記課題を解決することを見出した。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that a specific sheet-like optical transmission body obtained by a specific manufacturing method solves the above problems.
すなわち、本発明は、
シート状光伝送体と、該シート状光伝送体の少なくとも一端に光学的に接続した光源装置とを有する側面漏光型照光装置であって、
該シート状光伝送体が、透明な有機重合体からなる平面状のコア部の上下両面を、少なくとも1層以上のクラッド部で覆った、柔軟可撓性シート状光伝送体であり、
該シート状光伝送体のコア部が、メタクリル酸メチルの単独重合体又は共重合体、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、若しくは、環状ポリオレフィン系樹脂から成り、
該シート状光伝送体のクラッド部が、フッ素化メタクリレート系重合体又はフッ化ビニリデン系重合体から成り、
該シート状光伝送体のシート幅をL(mm)、シート厚さをd(mm)としたとき、下記式(1)
10≦L/d≦10000、 0.1≦d≦1.0 (1)
を満たし、該クラッド部の厚さをb(mm)としたとき、下記式(2)及び(3)
b≦d/2−0.01 (2)
0.005≦b≦0.1 (3)
を満たし、該コア部の左右両側端面はクラッド部に覆われておらず、且つ、シート状光伝送体の左右両側端面のJIS B0601に従って測定される表面粗さRaが1μm以下であり、
該シート状光伝送体の成形温度において、荷重5kgf(49N)の条件で直径2mm、長さ8mmのノズルから10分間に吐出される重合体の量(g)をメルトフローレート(MFR)としたとき、コア部の材料のMFR(M 1 )とクラッド部の材料のMFR(M 2 )が、M 1 <M 2 の関係にあり、
該シート状光伝送体の成形温度において、コア部の材料のせん断粘度をη A (Pa・s)、クラッド部の材料のせん断粘度をη B (Pa・s)としたとき、せん断速度が20/s以上10000/s以下の領域でのせん断粘度の比η A /η B が下記式(4)
1.0< η A /η B ≦ 6.0 (4)
を満たし、
該シート状光伝送体のクラッド部が、示差走査熱量測定(DSC)における結晶融解熱が10〜80mJ/mgの範囲内にあるフッ化ビニリデン系重合体から成る事を特徴とする側面漏光型照光装置である。
That is, the present invention
A side light leakage type illumination device having a sheet-like light transmission body and a light source device optically connected to at least one end of the sheet-like light transmission body,
The sheet-like light transmission body is a flexible and flexible sheet-like light transmission body in which the upper and lower surfaces of a planar core portion made of a transparent organic polymer are covered with at least one clad portion,
The core portion of the sheet-like optical transmission body is composed of a methyl methacrylate homopolymer or copolymer, a polystyrene resin, a polycarbonate resin, or a cyclic polyolefin resin,
The clad portion of the sheet-like optical transmission body is made of a fluorinated methacrylate polymer or a vinylidene fluoride polymer,
When the sheet width of the sheet-like optical transmission body is L (mm) and the sheet thickness is d (mm), the following formula (1)
10 ≦ L / d ≦ 10000, 0.1 ≦ d ≦ 1.0 (1)
When the thickness of the clad part is b (mm), the following formulas (2) and (3)
b ≦ d / 2−0.01 (2)
0.005 ≦ b ≦ 0.1 (3)
The filled, left and right side end faces of the core portion is not covered with the cladding portion, and, Ri surface roughness Ra der less 1μm measured according to JIS B0601 of the left and right side end faces of the sheet-shaped optical transmission medium,
At the molding temperature of the sheet-form optical transmission body, the amount (g) of the polymer discharged in 10 minutes from a nozzle having a diameter of 2 mm and a length of 8 mm under the condition of a load of 5 kgf (49 N) was defined as a melt flow rate (MFR). When the MFR (M 1 ) of the material of the core part and the MFR (M 2 ) of the material of the cladding part have a relationship of M 1 <M 2 ,
When the shear viscosity of the material of the core portion is η A (Pa · s) and the shear viscosity of the material of the cladding portion is η B (Pa · s) at the molding temperature of the sheet-like optical transmission body , the shear rate is 20 The shear viscosity ratio η A / η B in the region of / s to 10000 / s is represented by the following formula (4)
1.0 <η A / η B ≦ 6.0 (4)
The filling,
Cladding portion of the sheet-like light transmission body, side light leakage type crystal melting heat in the differential scanning calorimetry (DSC) and wherein the Ru consists vinylidene fluoride polymer in the range of 10 to 80 mJ / mg Illumination device.
さらに本発明は、側面漏光型照光装置を製造する為の方法であって、スリット状吐出口を有するダイを用いた溶融押出成形によりシート状光伝送体の原反を成形し、該シート状光伝送体の両側端のクラッド部をシート成形後に割断する事によりシート状光伝送体を製造する工程、及び、該シート状光伝送体の少なくとも一端に光源装置を光学的に接続する工程を有する事を特徴とする側面漏光型照光装置の製造方法である。 The present invention further provides a method for manufacturing a side light leakage type illumination device, molding melted raw extrusion by the molding interest over preparative type optical transmission body using a die having a slit-shaped discharge opening, A step of manufacturing the sheet-like optical transmission body by cleaving the clad portions at both ends of the sheet-like optical transmission body after forming the sheet, and optically connecting a light source device to at least one end of the sheet-like optical transmission body It is a manufacturing method of the side light leakage type illumination device characterized by having a process .
さらに本発明は、上記シート状光伝送体と、該シート状光伝送体の少なくとも一端に光学的に接続した光源装置とを有する照光装置であって、該シート状光伝送体の側面の一部の粗面化処理された部分、又はクラッド部が除去された部分から外部に漏光させることを特徴とする側面漏光型照光装置である。 Furthermore, the present invention is an illumination device having the sheet-like light transmission body and a light source device optically connected to at least one end of the sheet-like light transmission body, and a part of a side surface of the sheet-like light transmission body A side light leakage type illumination device characterized in that light is leaked to the outside from the roughened portion or the portion from which the cladding portion is removed.
本発明の側面漏光型照光装置のシート状光伝送体は、安価に製造することが可能であり、しかも柔軟可撓性を有し、透光性に優れている。また、本発明の側面漏光型照光装置の製造方法によれば、優れた特性を有するシート状光伝送体を安価に製造することが可能である。さらに、本発明の側面漏光型照光装置は、照射光量が大きく、シートの側端面における光の散乱が少なく、照光面での漏光が均一であり、かつ装置の小型軽量性を図ることが可能である。 The sheet-like optical transmission body of the side-light-separating type illumination device of the present invention can be manufactured at a low cost, has flexibility and flexibility, and is excellent in translucency. In addition, according to the method for manufacturing a side -light-transmitting illumination device of the present invention, it is possible to manufacture a sheet-like optical transmission body having excellent characteristics at a low cost. Further, the side light leakage type illumination device of the present invention has a large irradiation light amount, little light scattering on the side end surface of the sheet, uniform light leakage on the illumination surface, and the device can be reduced in size and weight. is there.
図1及び図3は、本発明のシート状光伝送体の模式的断面図及び斜視図である。 1 and 3 are a schematic cross-sectional view and a perspective view of a sheet-like optical transmission body of the present invention.
シート状光伝送体において、シート状のコア部1の上下両面は少なくとも1層以上のクラッド部2で覆われており、またコア部1の左右両側端面はクラッド部に覆われていない。
In the sheet-like optical transmission body, the upper and lower surfaces of the sheet-
このシート状光伝送体は、シート状光伝送体のシート幅をL(mm)、シート厚さをd(mm)としたとき、下記式(1)
5≦L/d≦40000、 0.05≦d≦1.0 (1)
を満たす。さらに、L/dの下限値は7(mm)が好ましく、10(mm)がより好ましい。L/dの上限値は10000(mm)が好ましく、1000(mm)がより好ましい。dの下限値は0.1(mm)が好ましく、0.2(mm)がより好ましい。dの上限値は0.8(mm)が好ましい。dの下限値はシート状光伝送体の強度などの点で意義があり、dの上限値は柔軟可撓性などの点で意義がある。L/dの下限値は、側端面での光漏れの抑制し、シート端面までの十分な光量の保持、漏光均一性などの点で意義があり、その結果として広範囲の照射を可能とする。L/dの上限値は、光の入射部近辺における光量の均一性、あるいは漏光均一性などの点で意義がある。
This sheet-form optical transmission body is represented by the following formula (1), where the sheet width of the sheet-form optical transmission body is L (mm) and the sheet thickness is d (mm).
5 ≦ L / d ≦ 40000, 0.05 ≦ d ≦ 1.0 (1)
Meet. Further, the lower limit of L / d is preferably 7 (mm), and more preferably 10 (mm). The upper limit of L / d is preferably 10,000 (mm), more preferably 1000 (mm). The lower limit of d is preferably 0.1 (mm), and more preferably 0.2 (mm). The upper limit of d is preferably 0.8 (mm). The lower limit value of d is significant in terms of the strength of the sheet-like optical transmission body, and the upper limit value of d is significant in terms of flexibility and flexibility. The lower limit value of L / d is significant in terms of suppressing light leakage at the side end surface, maintaining a sufficient amount of light up to the sheet end surface, and light leakage uniformity, and as a result, enables irradiation over a wide range. The upper limit value of L / d is significant in terms of the uniformity of the amount of light in the vicinity of the light incident portion or the uniformity of light leakage.
図2は、シート状光伝送体のシート厚とクラッド厚の範囲を示すグラフである。このシート状光伝送体は、クラッド部2の厚さをb(mm)、シート厚さをd(mm)としたとき、下記式(2)
b≦d/2−0.01 (2)
を満たす。さらに上記式(2)を満たすと共に、図2に示すように下記式(6)を満たすことが好ましく、下記式(7)を満たすことがより好ましく、下記式(8)を満たすことが特に好ましい。
FIG. 2 is a graph showing the range of sheet thickness and clad thickness of the sheet-like optical transmission body. In this sheet-like optical transmission body, when the thickness of the
b ≦ d / 2−0.01 (2)
Meet. Furthermore, while satisfy | filling said Formula (2), it is preferable to satisfy | fill following Formula (6) as shown in FIG. .
0.05≦d≦1.0 及び 0.002≦b≦0.25 (6)
0.1≦d≦0.9 及び 0.005≦b≦0.1 (7)
0.2≦d≦0.8 及び 0.01≦b≦0.05 (8)
上記式(2)は、十分な光量を伝送する点で意義がある。上記式(6)〜(8)のdの下限値は、シート状光伝送体を製造する際の押出成形の安定性などの点で意義がある。dの上限値は、柔軟可撓性などの点で意義がある。bの下限値は、クラッドからの光漏れの抑制などの点で意義がある。bの上限値は、クラッド部からの漏光の減衰防止、側面での漏光の維持、製造コストなどの点で意義がある。
0.05 ≦ d ≦ 1.0 and 0.002 ≦ b ≦ 0.25 (6)
0.1 ≦ d ≦ 0.9 and 0.005 ≦ b ≦ 0.1 (7)
0.2 ≦ d ≦ 0.8 and 0.01 ≦ b ≦ 0.05 (8)
The above formula (2) is significant in terms of transmitting a sufficient amount of light. The lower limit value of d in the above formulas (6) to (8) is significant in terms of the stability of extrusion when producing a sheet-like optical transmission body. The upper limit of d is significant in terms of flexibility and flexibility. The lower limit of b is significant in terms of suppressing light leakage from the cladding. The upper limit of b is significant in terms of prevention of attenuation of light leakage from the clad portion, maintenance of light leakage on the side surface, manufacturing cost, and the like.
図1及び図3に示すシート状光伝送体は、左右両側端面3(図3の斜線部)にクラッド部は形成されておらず、かつその両側端面3は十分な平滑性が保たれている。両側端面3にクラッド部が存在すると、光を入射した際に側端部の輝度がシート中央の輝度よりも高くなる輝度分布の不均一化を起こす恐れがあり、照明体として用いることに支障を生じる恐れがある。また、両側端面3にクラッド部が存在すると、シート中央部分の厚みよりも両側端部3の厚みが大きくなる場合がある。この場合は、後述するようにシートの両面に粗面化処理を行なうと工程通過性に問題を生じる場合がある。本発明では、両側端面3にクラッド部が存在しないので、このような問題は生じない。
In the sheet-like optical transmission body shown in FIGS. 1 and 3, no clad portion is formed on the left and right end faces 3 (shaded portions in FIG. 3), and the both end faces 3 are sufficiently smooth. . If clad portions are present on both side end surfaces 3, the luminance at the side end portions may become higher than the luminance at the center of the sheet when light is incident, which may cause a problem in use as an illuminating body. May occur. In addition, if there are clad portions on both side end surfaces 3, the thickness of both
両側端面3にクラッド部を設けないようにする方法としては、例えば、Tダイ押出装置で多層シート構造のシート状光伝送体を成形する際に、コア部とクラッド部を予め別々にシート状に押し出し成形し、その後両者を張り合わせる方法がある。また例えば、コア部の外周をクラッド部が完全に覆った形状をしたシート状光伝送体を成形し、その後左右両端部のクラッド部分だけを、スリットカッター、ダイアモンドカッター、ウオータージェットカッター、エアジェットカッター等の公知の切断手段を用いてカットする方法がある。ただし、これらの方法に制限されるものではない。 As a method of preventing the clad portions from being provided on both side end faces 3, for example, when forming a sheet-shaped optical transmission body having a multilayer sheet structure with a T-die extrusion device, the core portion and the clad portion are separately formed into a sheet shape in advance. There is a method of extruding and then bonding the two together. Also, for example, a sheet-like optical transmission body having a shape in which the outer periphery of the core part is completely covered with the clad part is formed, and then only the clad parts on both the left and right end parts are slit cutters, diamond cutters, water jet cutters, air jet cutters. There is a method of cutting using a known cutting means such as. However, it is not limited to these methods.
シート状光伝送体の両側端面3の平滑性が十分でない場合は、両側端面3で生じる光の反射や屈折の際に光の乱反射を生じてしまい、部分的に輝度が高くなるという問題が生じる恐れがある。しかし、本発明のシート状光伝送体における両側端面3は、表面粗さRaが1μm以下の平滑な面なので、そのような問題は生じない。この表面粗さRaとは、JIS B0601に従って測定される中心線平均粗さである。さらに、表面粗さRaは、0.5μm以下が好ましく、0.1μm以下がより好ましい。これら各範囲は、輝度分布の均一などの点で意義がある。表面粗さRaを1μm以下とする方法としては、特に制限はないが、シート状光伝送体を成形した後に、左右両端部のクラッド部分をカットする時の条件や、左右両端部のカットし終わった部分を研磨する時の条件を、公知の方法に従って適宜選べば良い。 When the smoothness of both side end surfaces 3 of the sheet-like optical transmission body is not sufficient, light reflection or refraction occurs on both side end surfaces 3, resulting in a problem that the luminance partially increases. There is a fear. However, since both side end surfaces 3 in the sheet-like optical transmission body of the present invention are smooth surfaces having a surface roughness Ra of 1 μm or less, such a problem does not occur. The surface roughness Ra is a center line average roughness measured according to JIS B0601. Furthermore, the surface roughness Ra is preferably 0.5 μm or less, and more preferably 0.1 μm or less. Each of these ranges is significant in terms of uniform luminance distribution. The method for setting the surface roughness Ra to 1 μm or less is not particularly limited, but after forming the sheet-like optical transmission body, the conditions for cutting the clad portions at the left and right ends, and the cutting of the left and right ends are finished. What is necessary is just to select suitably the conditions at the time of grind | polishing the part according to a well-known method.
シート状光伝送体の成形温度において、荷重5kgf(49N)の条件で直径2mm、長さ8mmのノズルから10分間に吐出される重合体の量(g)をメルトフローレート(MFR)としたとき、コア部の材料のMFR(M1)とクラッド部の材料のMFR(M2)が、M1<M2の関係にあることが好ましい。ここで成形温度とは、スリットダイの温度などを意味する。このような関係にすることは、多層シート形状の賦形の容易性、コア部の端部の形状制御、薄く均一な厚さのクラッド部の形成容易性などの点で意義がある。 When the melt flow rate (MFR) is defined as the amount (g) of polymer discharged in 10 minutes from a nozzle having a diameter of 2 mm and a length of 8 mm under a load of 5 kgf (49 N) at the molding temperature of the sheet-like optical transmission body. , MFR of the core portion material MFR of (M 1) and the cladding portion of the material (M 2) is preferably in the relationship of M 1 <M 2. Here, the molding temperature means the temperature of the slit die. Such a relationship is significant in terms of the ease of forming the multilayer sheet shape, the shape control of the end of the core portion, the ease of forming a thin and uniform clad portion, and the like.
シート状光伝送体のシート形状を均一にするためには、その成形温度におけるコア材とクラッド材のせん断粘度ηの関係を一定の範囲に制御することが重要である。例えば、シート状光伝送体の成形温度において、コア部の材料のせん断粘度をηA(Pa・s)、クラッド部の材料のせん断粘度をηB(Pa・s)としたとき、せん断速度が20/s以上10000/s以下の領域でのせん断粘度の比ηA/ηBが、下記式(4)
1.0< ηA/ηB ≦ 6.0 (4)
を満たすことが好ましい。さらに、ηA/ηBの下限値は1.1が好ましく、上限値は4.0が好ましい。ηA/ηBの下限値は、2層のクラッド層の内側に均一なコア層を形成し、シートの厚み斑を抑制する点などの点で意義がある。ここで成形温度とは、スリットダイの温度などを意味する。また、20/s以上10000/s以下に設定したせん断速度の範囲は、シート状光伝送体を賦形する際に用いるスリットダイにより形成される樹脂流路中に存在する樹脂材料のせん断速度に基づいて設定されたものである。
In order to make the sheet shape of the sheet-shaped optical transmission body uniform, it is important to control the relationship between the shear viscosity η of the core material and the clad material at the molding temperature within a certain range. For example, when the shear viscosity of the core material is η A (Pa · s) and the shear viscosity of the cladding material is η B (Pa · s) at the molding temperature of the sheet-like optical transmission body, the shear rate is The shear viscosity ratio η A / η B in the region of 20 / s to 10000 / s is expressed by the following formula (4).
1.0 <η A / η B ≦ 6.0 (4)
It is preferable to satisfy. Further, the lower limit of η A / η B is preferably 1.1, and the upper limit is preferably 4.0. The lower limit of η A / η B is significant in that a uniform core layer is formed on the inner side of the two clad layers and the thickness unevenness of the sheet is suppressed. Here, the molding temperature means the temperature of the slit die. Moreover, the range of the shear rate set to 20 / s or more and 10,000 / s or less is based on the shear rate of the resin material existing in the resin flow path formed by the slit die used when shaping the sheet-shaped optical transmission body. It is set based on.
シート状光伝送のシート側面からの漏光の原因としては、クラッドの割れ(強度不足)等に起因するものと、クラッド自体の光学特性やPOFの構造上の特性(開口数、コア−クラッド間の構造不整、マクロベンデイング、マイクロベンデイング等)に起因するものがある。このような問題が生じないようにするためには、ナトリウムD線により25℃で測定したコア部の屈折率をn1、クラッド部の層数をmとして、コア部から第1層目のクラッド部の屈折率をn2、コア部から第2層目のクラッド部の屈折率をn3、コア部から第m層目のクラッド部の屈折率をnm+1、としたとき、下記式(5)及び(6)
n1>n2>n3> ・・・ >nm>nm+1 (5)
(n1 2−nm+1 2)1/2≧0.40 (6)
を満たすことが好ましい。
The causes of light leakage from the sheet side surface of the sheet-like optical transmission are due to cracking of the clad (insufficient strength) and the like, optical characteristics of the clad itself, and structural characteristics of the POF (numerical aperture, between core and clad) Structural irregularities, macro bending, micro bending, etc.). In order to prevent such a problem from occurring, the refractive index of the core part measured at 25 ° C. with the sodium D line is n 1 and the number of layers of the clad part is m. Where n 2 is the refractive index of the core portion, n 3 is the refractive index of the cladding portion from the core portion to the second layer, and n m + 1 is the refractive index of the cladding portion from the core portion to the m-th layer. (5) and (6)
n 1 > n 2 > n 3 >...> n m > n m + 1 (5)
(N 1 2 −n m + 1 2 ) 1/2 ≧ 0.40 (6)
It is preferable to satisfy.
式(5)を満たすことにより、シート状光伝送を屈曲させた場合に、第1クラッドから漏れた光を第2クラッドで反射させることができ、シート状光伝送を曲げたときの側面からの漏光を低減することができ、長い距離での使用が可能となる。また、式(6)を満たすことにより、シート状光伝送を屈曲させた時の曲げ損失光量を十分に低減できる。(n1 2−nm+1 2)1/2を0.40以上の値に設定するためには、コア部の屈折率n1に従って、最外層のクラッドの屈折率nm+1を適宜選べば良い。例えば、コア部がポリメタクリル酸メチル(n1=1.492)で、クラッド部が1層の場合、クラッドの屈折率n2は、1.437以下((n1 2−nm+1 2)1/2が0.4以上)であることが好ましく、1.406以下(同0.5以上)であることがより好ましく、1.366以下(同0.6以上)であることが特に好ましい。 By satisfying the expression (5), when the sheet-shaped optical transmission is bent, the light leaked from the first cladding can be reflected by the second cladding, and from the side surface when the sheet-shaped optical transmission is bent. Light leakage can be reduced, and use over a long distance is possible. Moreover, by satisfy | filling Formula (6), the bending loss light quantity at the time of bending a sheet-like optical transmission can fully be reduced. In order to set (n 1 2 −n m + 1 2 ) 1/2 to a value of 0.40 or more, the refractive index n m + 1 of the outermost cladding is appropriately set according to the refractive index n 1 of the core portion. Just choose. For example, when the core portion is polymethyl methacrylate (n 1 = 1.492) and the cladding portion is a single layer, the refractive index n 2 of the cladding is 1.437 or less ((n 1 2 −n m + 1 2 ) 1/2 is preferably 0.4 or more, more preferably 1.406 or less (0.5 or more), particularly 1.366 or less (0.6 or more). preferable.
シート状光伝送体のコア部の材料には、公知の材料が使用可能である。例えば、メタクリル酸メチルの単独重合体(PMMA)又は共重合体、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂などの有機(共)重合体を主成分として構成することができる。メタクリル酸メチルの共重合体を用いる場合は、メタクリル酸メチル単位の含有量は50質量%以上とすることが好ましい。メタクリル酸メチルと共重合可能な単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、n−アクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シクロヘキシル等のメタクリル酸エステル類、マレイミド類、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、スチレン等を例示できる。中でも、透光性及び耐久性に優れ、安価なことから、メタクリル酸メチルの単独重合体を主成分として構成することが好ましい。 A known material can be used as the material of the core portion of the sheet-like optical transmission body. For example, an organic (co) polymer such as a methyl methacrylate homopolymer (PMMA) or copolymer, a polystyrene resin, a polycarbonate resin, or a cyclic polyolefin resin can be used as a main component. In the case of using a methyl methacrylate copolymer, the content of methyl methacrylate units is preferably 50% by mass or more. Monomers that can be copolymerized with methyl methacrylate include acrylic esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, and n-butyl acrylate, and methacrylate esters such as ethyl methacrylate, propyl methacrylate, and cyclohexyl methacrylate. , Maleimides, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, styrene and the like. Especially, since it is excellent in translucency and durability and it is cheap, it is preferable to comprise the homopolymer of methyl methacrylate as a main component.
第1クラッド層(第1層目のクラッド層)を形成する樹脂としては、プラスチック光ファイバ(POF)用クラッド材として使用されている公知の材料を、シート状光伝送体の使用環境や使用目的などに応じて適宜選択すれば良い。中でも、低屈折率で透明性及び耐熱性に優れているフッ素化メタクリレート系重合体、フッ化ビニリデン系重合体が好ましい。 As the resin for forming the first clad layer (the first clad layer), a known material used as a clad material for plastic optical fiber (POF) is used, and the usage environment and purpose of use of the sheet-like optical transmission body. What is necessary is just to select suitably according to etc. Of these, a fluorinated methacrylate polymer and a vinylidene fluoride polymer having a low refractive index and excellent transparency and heat resistance are preferred.
フッ素化メタクリレート系重合体としては、例えば、下記一般式(I)
CH2=CX−COO(CH2)m(CF2)nY (I)
(式中、Xは水素原子又はメチル基、Yは水素原子又はフッ素原子を示し、mは1又は2、nは1〜12の整数を示す。)
で表されるフルオロアルキル(メタ)アクリレートの単位(A)15〜90質量%と、他の共重合可能な単量体の単位(B)10〜85質量%からなる共重合体を挙げることができる。
Examples of the fluorinated methacrylate polymer include the following general formula (I):
CH 2 = CX-COO (CH 2) m (CF 2) n Y (I)
(In the formula, X represents a hydrogen atom or a methyl group, Y represents a hydrogen atom or a fluorine atom, m represents 1 or 2, and n represents an integer of 1 to 12.)
And a copolymer comprising 15 to 90% by mass of the unit (A) of fluoroalkyl (meth) acrylate represented by the formula (10) and 10 to 85% by mass of another copolymerizable monomer unit (B). it can.
フルオロアルキル(メタ)アクリレートの単位(A)の具体例としては、(メタ)アクリル酸−2,2,2−トリフルオロエチル(3FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(4FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(5FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル(6FM)、(メタ)アクリル酸−1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(8FM)、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロブチル)エチル(9FM)、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロヘキシル)エチル(13FM)、(メタ)アクリル酸−1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニル(16FM)、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロオクチル)エチル(17FM)、(メタ)アクリル酸−1H,1H,11H−(イコサフルオロウンデシル)(20FM)、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロデシル)エチル(21FM)等の、直鎖状フッ素化アルキル基を側鎖に有する(メタ)アクリル酸フッ素化エステルを挙げることができる。 Specific examples of the unit (A) of fluoroalkyl (meth) acrylate include (meth) acrylic acid-2,2,2-trifluoroethyl (3FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3- Tetrafluoropropyl (4FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (5FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,4,4,4-hexafluoro Butyl (6FM), (meth) acrylic acid-1H, 1H, 5H-octafluoropentyl (8FM), (meth) acrylic acid-2- (perfluorobutyl) ethyl (9FM), (meth) acrylic acid-2- (Perfluorohexyl) ethyl (13FM), (meth) acrylic acid-1H, 1H, 9H-hexadecafluorononyl (16FM), (meth) acrylic acid-2- (perfluorooctyl) ethyl (17F) ), (Meth) acrylic acid-1H, 1H, 11H- (icosafluoroundecyl) (20FM), (meth) acrylic acid-2- (perfluorodecyl) ethyl (21FM), etc., linear fluorination Mention may be made of (meth) acrylic acid fluorinated esters having an alkyl group in the side chain.
上記の他の共重合可能な単量体の単位(B)は特に限定されない。例えば、透明性の向上の点からは(メタ)アクリル酸メチル単位を、機械特性の向上の点からは(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルの単位が好ましい。また、耐熱性の向上の点からは、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステルの単位、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸芳香族エステルの単位;(メタ)アクリル酸ヘキサフルオロネオペンチルの単位;N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のN−置換マレイミドの単位;α−メチレン−γ−ブチロラクトン、α−メチレン−γ−メチル−γ−ブチロラクトン、α−メチレン−γ、γ−ジメチル−γ−ブチロラクトン、α−メチレン−γ−エチル−γ−ブチロラクトン、α−メチレン−γ−シクロヘキシル−γ−ブチロラクトン等のγ−ブチロラクトン系化合物の単位;が好ましい。 The unit (B) of the other copolymerizable monomer is not particularly limited. For example, methyl (meth) acrylate units are used to improve transparency, and (meth) acrylic acid alkyl esters such as ethyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate are used to improve mechanical properties. Units are preferred. From the viewpoint of improving heat resistance, (meth) acrylic acid cyclohexyl, (meth) acrylic acid methyl cyclohexyl, (meth) acrylic acid bornyl, (meth) acrylic acid isobornyl, (meth) acrylic acid adamantyl (meth) ) Acrylic acid cycloalkyl ester units, (meth) acrylic acid phenyl units, (meth) acrylic acid aromatic ester units such as benzyl (meth) acrylate units; (meth) acrylic acid hexafluoroneopentyl units; N-methyl N-substituted maleimide units such as maleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide, N-isopropylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide; α-methylene-γ-butyrolactone, α-methylene-γ-methyl -Γ-butyrolactone, α-methylene-γ γ- dimethyl -γ- butyrolactone, alpha-methylene -γ- ethyl -γ- butyrolactone, units of alpha-methylene -γ- cyclohexyl -γ- butyrolactone of γ- butyrolactone compound; are preferred.
フッ化ビニリデン系重合体は、低屈折率で透明性、耐熱性に優れるだけではなく、さらに内側のクラッド層あるいはコアの保護層として、密着性を維持しながら、シート状光伝送体に加わる振動や外圧等の応力を緩和してシート状光伝送体の耐屈曲性を高めたり、耐溶剤性・耐薬品性を向上する機能を有する材料として特に好ましい。フッ化ビニリデン(VdF)単位と、テトラフルオロエチレン(TFE)単位、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)単位、パーフルオロ(フルオロ)アルキルビニルエーテル(FVE)単位、ヘキサフルオロアセトン単位のうちの少なくとも1種との共重合体等が挙げられるが、これに限定されるものではない。VdF単位との共重合成分としては、低コストであり、VdF単位を用いて形成される共重合体がクラッドとしての透明性と耐熱性に優れる点から、TFE単位とHFP単位とFVE単位が特に好ましい。 The vinylidene fluoride polymer is not only excellent in transparency and heat resistance with a low refractive index, but also as a protective layer for the inner cladding layer or core, while maintaining adhesion, vibration applied to the sheet-like optical transmission body It is particularly preferable as a material having a function of relaxing the stress such as external pressure to improve the bending resistance of the sheet-form optical transmission body and improving the solvent resistance and chemical resistance. Copolymerization of vinylidene fluoride (VdF) unit with at least one of tetrafluoroethylene (TFE) unit, hexafluoropropylene (HFP) unit, perfluoro (fluoro) alkyl vinyl ether (FVE) unit and hexafluoroacetone unit. Although a polymer etc. are mentioned, it is not limited to this. As the copolymer component with the VdF unit, the TFE unit, the HFP unit, and the FVE unit are particularly preferable because the copolymer formed using the VdF unit is excellent in transparency and heat resistance as a clad. preferable.
フッ化ビニリデン系重合体の具体例としては、VdF単位60〜90質量%とTFE単位10〜40質量%からなる2元共重合体、VdF単位10〜60質量%とTFE単位20〜70質量%とHFP単位5〜35質量%とからなる3元共重合体、VdF単位5〜25質量%とTFE単位50〜80質量%とFVE単位5〜25質量%からなる3元共重合体、VdF単位10〜30質量%とTFE単位40〜80質量%とHFP単位5〜40質量%とFVE単位0.1〜15質量%とからなる4元共重合体などを挙げることができる。 Specific examples of the vinylidene fluoride polymer include binary copolymers composed of 60 to 90% by mass of VdF units and 10 to 40% by mass of TFE units, 10 to 60% by mass of VdF units and 20 to 70% by mass of TFE units. And ternary copolymer consisting of 5 to 35% by mass of HFP units, ternary copolymer consisting of 5 to 25% by mass of VdF units, 50 to 80% by mass of TFE units and 5 to 25% by mass of FVE units, and VdF units. Examples thereof include a quaternary copolymer composed of 10 to 30% by mass, TFE units 40 to 80% by mass, HFP units 5 to 40% by mass, and FVE units 0.1 to 15% by mass.
上述したFVE単位とは、下記一般式(II)
CF2=CF−(OCF2CF(CF3))aO−Rf2 (II)
(式中、Rf2は炭素原子数が1〜8個のアルキル基若しくはフルオロアルキル基又はアルコキシルアルキル基若しくはフルオロアルコキシルアルキル基を示し、aは0〜3の整数である。)
で示されるものである。
The above-mentioned FVE unit is the following general formula (II)
CF 2 = CF- (OCF 2 CF (CF 3)) a O-R f2 (II)
(Wherein R f2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a fluoroalkyl group, an alkoxylalkyl group or a fluoroalkoxylalkyl group, and a is an integer of 0-3.)
It is shown by.
このFVE単位としては、下記一般式(III)〜(VI)
CF2=CFO(CF2)n−OCF3 (III)
(式中、nは1〜3の整数)
CF2=CF(OCF2CF(CF3))nO(CF2)mCF3 (IV)
(式中、nは0〜3の整数、mは0〜3の整数)
CF2=CFO(CH2)n(CF2)mCF3 (V)
(式中、nは1〜3の整数、mは0〜3の整数)
CF2=CFO(CH2)nCH3 (VI)
(式中、nは0〜3の整数)
の何れかによって表わされる化合物の単位であることが好ましい。
As this FVE unit, the following general formulas (III) to (VI)
CF 2 = CFO (CF 2) n -OCF 3 (III)
(Where n is an integer from 1 to 3)
CF 2 = CF (OCF 2 CF (CF 3 )) n O (CF 2 ) m CF 3 (IV)
(Where n is an integer from 0 to 3, m is an integer from 0 to 3)
CF 2 = CFO (CH 2 ) n (CF 2 ) m CF 3 (V)
(Where n is an integer from 1 to 3, m is an integer from 0 to 3)
CF 2 = CFO (CH 2 ) n CH 3 (VI)
(Where n is an integer from 0 to 3)
It is preferable that it is a unit of the compound represented by either.
中でも、CF2=CFOCF3、CF2=CFOCF2CF3、CF2=CFOCF2CF2CF3、CF2=CFOCH2CF3、CF2=CFOCH2CF2CF3、CF2=CFOCH2CF2CF2CF3、CF2=CFOCH3、CF2=CFOCH2CH3、及び、CF2=CFOCH2CH2CH3からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物の単位であると、原料の低コスト化を図ることができる点から好ましい。
Among them, CF 2 = CFOCF 3, CF 2 =
さらに、フッ化ビニリデン系重合体が、クラッド材としての十分な透明性と耐熱性を持つためには、示差走査熱量測定(DSC)における結晶融解熱が10〜80mJ/mgの範囲にあることが好ましく、20〜70mJ/mgの範囲にあることがより好ましく、40〜60mJ/mgの範囲にあることが特に好ましい。 Furthermore, in order for the vinylidene fluoride polymer to have sufficient transparency and heat resistance as a cladding material, the heat of crystal melting in differential scanning calorimetry (DSC) may be in the range of 10 to 80 mJ / mg. Preferably, it is in the range of 20-70 mJ / mg, more preferably in the range of 40-60 mJ / mg.
この結晶融解熱は、含フッ素オレフィン系樹脂の熱融解に起因して発生する熱量である。この熱量が大きいほど含フッ素オレフィン系樹脂の結晶性が増大して、透明性は低下する。逆に、この熱量が小さいほど結晶性が減少して、透明性は向上する。すなわち、結晶融解熱の上記各範囲の上限値は、クラッド部の透明性、クラッド部の光散乱防止、十分な光量の保持、長期間高温環境下における光伝送性能の維持などの点で意義がある。また、結晶融解熱の上記各範囲の下限値は、クラッド部の材料自体のエラストマー性やべたつきの抑制、成形安定性、長期間高温環境下における光伝送性能の維持、クラッド部の透明性を適度に抑制して側面漏光タイプの照明体として利用を可能とすることなどの点で意義がある。 This heat of crystal melting is the amount of heat generated due to the thermal melting of the fluorine-containing olefin resin. As the amount of heat increases, the crystallinity of the fluorinated olefin resin increases and the transparency decreases. Conversely, the smaller the amount of heat, the lower the crystallinity and the better the transparency. In other words, the upper limit values of the above ranges for the heat of crystal melting are significant in terms of the transparency of the cladding, the prevention of light scattering in the cladding, the maintenance of a sufficient amount of light, and the maintenance of light transmission performance in a high temperature environment for a long period of time. is there. In addition, the lower limit of each of the above ranges of the heat of crystal melting is suitable for suppressing the elastomeric properties and stickiness of the cladding material itself, molding stability, maintaining optical transmission performance in a high temperature environment for a long period of time, and moderate transparency of the cladding portion. It is significant in that it can be used as a side light leakage type illumination body.
シート状光伝送体には、耐屈曲性、耐湿熱性、耐薬品性、耐切傷性を向上させるためにクラッド部の外側に、さらに保護層を被覆することができる。この保護層としては、ショアD硬度(ASTM D2240)が50以上の材料を用いることが好ましい。保護層の材料の具体例としては、メタクリル酸メチルの単独重合体又は共重合体、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。また、VdF単位とTFE単位の少なくとも一方を含み、その含有量が60質量%以上である共重合体、具体的には、VdF/TFE共重合体、VdF/HFA共重合体、VdF/HFP共重合体、VdF/TFE/HFP共重合体、VdF/TFE/HFA共重合、TFE/HFP共重合体、エチレン/TFE/HFP共重合体等も挙げられる。ただし、これらに限定されるものではない。 The sheet-like optical transmission body can be further coated with a protective layer on the outer side of the clad portion in order to improve bending resistance, heat and humidity resistance, chemical resistance, and cut resistance. As this protective layer, it is preferable to use a material having a Shore D hardness (ASTM D2240) of 50 or more. Specific examples of the material for the protective layer include homopolymers or copolymers of methyl methacrylate, polystyrene resins, polycarbonate resins, and the like. In addition, a copolymer containing at least one of a VdF unit and a TFE unit and having a content of 60% by mass or more, specifically, a VdF / TFE copolymer, a VdF / HFA copolymer, a VdF / HFP copolymer. Polymers, VdF / TFE / HFP copolymers, VdF / TFE / HFA copolymers, TFE / HFP copolymers, ethylene / TFE / HFP copolymers and the like can also be mentioned. However, it is not limited to these.
シート状光伝送体の複数のクラッド層を成形させる際、コア部及び最内層のクラッド部以外の成形方法については特に制限はない。可溶な溶剤があればディップコーティング法を用いても良い。また、外層に用いるクラッド材料と、コア材、再内層に用いるクラッド材とを同じ温度で成形することが可能ならば、スリットダイから共押出成形しても良い。また、一旦、コア−クラッド構造のシート状光伝送体を予め形成した後に、クロスヘッドダイを用いた被覆装置を用いて、シート状光伝送体の外周に外層クラッド部を被覆しても良い。 When molding a plurality of clad layers of the sheet-form optical transmission body, there is no particular limitation on the molding method other than the core part and the innermost clad part. If there is a soluble solvent, the dip coating method may be used. If the cladding material used for the outer layer and the cladding material used for the core material and the inner layer can be molded at the same temperature, they may be co-extruded from a slit die. Alternatively, a sheet-shaped optical transmission body having a core-cladding structure may be once formed in advance, and then the outer cladding layer may be coated on the outer periphery of the sheet-shaped optical transmission body using a coating apparatus using a crosshead die.
シート状光伝送体に、適度な柔軟可撓性、機械的強度を持たせたり、シート状光伝送体が高温環境下で放置された時に寸法変形を抑制するためには、シート状光伝送体を150℃の恒温槽に20分放置した時に、熱処理前の糸直径をd1、熱処理後の糸直径をd2とした場合に、下記式(9)
D=(d2/d1)2 (9)
から算出される延伸率Dが、1.0〜3.0であることが好ましく、1.4〜2.5であることがより好ましい。延伸率Dの下限値は、シート状光伝送体の機械的強度、ボビンに巻いた状態での保存性、屈曲された時の耐破断性などの点で意義がある。延伸率Dの上限値は、100℃付近で使用されるときの熱収縮による光伝送性能の悪化防止などの点で意義がある。
In order to give the sheet-like light transmission body appropriate soft flexibility and mechanical strength, and to suppress dimensional deformation when the sheet-like light transmission body is left in a high temperature environment, the sheet-like light transmission body When the yarn diameter before heat treatment is d 1 and the yarn diameter after heat treatment is d 2 when left in a thermostat at 150 ° C. for 20 minutes, the following formula (9)
D = (d 2 / d 1 ) 2 (9)
The draw ratio D calculated from the above is preferably 1.0 to 3.0, and more preferably 1.4 to 2.5. The lower limit value of the stretching ratio D is significant in terms of the mechanical strength of the sheet-form optical transmission body, the storage stability when wound on a bobbin, the fracture resistance when bent, and the like. The upper limit of the draw ratio D is significant in terms of preventing deterioration of optical transmission performance due to heat shrinkage when used near 100 ° C.
シート状光伝送体においては、シート状光伝送体の左右両側端面の外側に、コア部の屈折率以上の屈折率を有する側端面漏光防止層を設けても良い。このような漏光防止層を設けると、コア部内を伝播する光のうち、両側端面に進行する光はその界面で反射せず、より屈折率が高い外側の漏光防止層へ屈折してコア材中から抜け出る。そのためコア側端面での乱反射が発生せずシート全体の輝度の安定化を促す。 In the sheet-like optical transmission body, a side end face light leakage preventing layer having a refractive index equal to or higher than the refractive index of the core portion may be provided outside the left and right end faces of the sheet-like optical transmission body. When such a light leakage prevention layer is provided, the light propagating in the core portion out of the light propagating in the core part is not reflected at the interface, and is refracted to the outer light leakage prevention layer having a higher refractive index to be contained in the core material. Get out of. Therefore, irregular reflection on the end surface on the core side does not occur, and stabilization of the brightness of the entire sheet is promoted.
側端面の漏光防止層に用いる材料は、コア材の材料の屈折率、コア材との相容性などに合わせ適宜選択することが可能である。特に、コア材としてPMMAを用いたシート状光伝送体の場合には、その端面漏光防止層の材料としては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどの紫外線硬化性アクリレート、ポリベンジルメタクリレート、ポリフェニルメタクリレート、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリ−2−ブロモエチルメタクリレート、ポリ−p−ブロモフェニルメタクリレート、ポリ−α−ナフチルメタクリレートなどのアクリル系重合体及びこれらの共重合体、スチレン−メチルメタクリレート共重合体などのアクリル系共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネートなどの透明性熱可塑性樹脂及びこれらの共重合体などが好ましい。ただし、コア材に用いる材料の屈折率より高く、且つ透明性の高い樹脂材料であれば良く、上記に記載した材料に限定されるものではなく、種々の材料を適宜選択できる。シート状光伝送体へ漏光防止層を付与する方法は、具体的には紫外線硬化性樹脂をコーティングする方法や、熱可塑性樹脂等を被覆する方法、漏光防止層材料を溶剤に溶かして塗布する方法等を挙げることができる。これらの方法に特に限定されるものではなく、用いる材料に合わせて適宜選択できる。シート状伝送体の余分な熱劣化や溶剤による劣化を抑え、簡便に塗布する方法として、紫外線硬化性樹脂を用いたコーティング法を用いるのが好ましい。 The material used for the light leakage prevention layer on the side end face can be appropriately selected in accordance with the refractive index of the core material, compatibility with the core material, and the like. In particular, in the case of a sheet-like optical transmission body using PMMA as the core material, the material for the end face light leakage prevention layer includes UV curable acrylates such as urethane acrylate and epoxy acrylate, polybenzyl methacrylate, polyphenyl methacrylate, poly Acrylic polymers such as cyclohexyl methacrylate, poly-2-bromoethyl methacrylate, poly-p-bromophenyl methacrylate, poly-α-naphthyl methacrylate, and copolymers thereof, acrylic copolymers such as styrene-methyl methacrylate copolymer Polymers, transparent thermoplastic resins such as polycarbonate, polystyrene, polyacrylonitrile, polycarbonate, and copolymers thereof are preferred. However, the resin material is higher than the refractive index of the material used for the core material and high in transparency, and is not limited to the materials described above, and various materials can be appropriately selected. The method of applying the light leakage prevention layer to the sheet-like optical transmission body is specifically a method of coating an ultraviolet curable resin, a method of coating a thermoplastic resin, or the like, a method of applying the light leakage prevention layer material by dissolving it in a solvent Etc. The method is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the material to be used. It is preferable to use a coating method using an ultraviolet curable resin as a method of simply applying the sheet-like transmission body while suppressing excessive heat deterioration and solvent deterioration.
さらに、シート状光伝送体においては、シート状光伝送体の左右両側端面に無彩色の遮光層を設けても良い。無彩色の遮光層の付与は、シート状光伝送体の左右両側端面で漏光したり反射する光を効率的に減衰させる効果がある。無彩色の遮光層を付与する方法は、具体的には、黒色塗料を塗布してコーティングしたり、カーボンブラック等を0.2〜5質量%の範囲で添加して黒く着色した熱可塑性樹脂又は紫外線硬化樹脂等を被覆する方法が挙げられる。ただし、これらの方法に限定されるものではない。遮光層の厚みに関しても特に限定されず、少なくとも遮光効果を有するだけの厚みを有していればよい。 Further, in the sheet-like optical transmission body, achromatic light shielding layers may be provided on the left and right end faces of the sheet-like optical transmission body. The provision of the achromatic light-shielding layer has an effect of efficiently attenuating light leaked or reflected on the left and right end faces of the sheet-like optical transmission body. Specifically, the achromatic color light-shielding layer may be applied by coating with black paint or by adding a black color to a thermoplastic resin colored in a range of 0.2 to 5% by mass or black. The method of coat | covering ultraviolet curable resin etc. is mentioned. However, it is not limited to these methods. The thickness of the light shielding layer is not particularly limited as long as it has at least a thickness sufficient to provide a light shielding effect.
また、上記無彩色の遮光層の代わりに、金属若しくはその酸化物、窒化物又は炭化物からなる薄膜を遮光層としてを形成しても良い。このような遮光層を形成する金属若しくはその酸化物、窒化物又は炭化物として具体的には、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、ケイ素、スズ、マグネシウム、亜鉛、鉛、クロム、ニッケルクローム、鉄、インジウム、タングステン、チタン、チッ化チタン、炭化チタン、及びこれらの合金、及び酸化アルミニウム、酸化チタン、ケイ素酸化物、酸化マグネシウム、酸化スズの少なくとも1つを主成分とするものを挙げることができる。 Further, instead of the achromatic light shielding layer, a thin film made of a metal or an oxide, nitride or carbide thereof may be formed as the light shielding layer. Specific examples of the metal or oxide, nitride or carbide forming the light shielding layer include gold, silver, copper, aluminum, stainless steel, silicon, tin, magnesium, zinc, lead, chromium, nickel chrome, iron , Indium, tungsten, titanium, titanium nitride, titanium carbide, and alloys thereof, and those containing at least one of aluminum oxide, titanium oxide, silicon oxide, magnesium oxide, and tin oxide as a main component. .
シート状光伝送体の左右両側端面に、このような金属若しくはその酸化物、窒化物又は炭化物からなる遮光層を形成する方法としては、特別な制限はない。例えば、シート状光伝送体の性能を損なうことなく遮光層を形成できる方法として、真空メッキ法、無電解メッキ、スプレー法、等の公知の方法を挙げることができる。その層の厚みは5〜1000nmの範囲が好ましい。 There is no particular limitation as a method for forming such a light shielding layer made of a metal, an oxide thereof, a nitride or a carbide on both left and right end faces of the sheet-like optical transmission body. For example, known methods such as vacuum plating, electroless plating, and spraying can be used as a method for forming a light-shielding layer without impairing the performance of the sheet-like optical transmission body. The thickness of the layer is preferably in the range of 5 to 1000 nm.
次に、本発明のシート状光伝送体の製造方法について詳細に説明する。 Next, the manufacturing method of the sheet-form optical transmission body of this invention is demonstrated in detail.
本発明のシート状光伝送体の製造方法は、スリット状吐出口を有するダイを用いた溶融押出成形により該シート状光伝送体の原反を成形し、該シート状光伝送体両側端のクラッド部をシート成形後に割断する事を特徴とする。 The method for producing a sheet-shaped optical transmission body according to the present invention includes forming a raw sheet of the sheet-shaped optical transmission body by melt extrusion using a die having slit-shaped discharge ports, and cladding the both ends of the sheet-shaped optical transmission body. The part is cleaved after the sheet is formed.
スリット状吐出口を有するダイは、特に限定されない。ただし、透明な芯材の周囲を1種類以上の鞘材で覆う層構造を形成した後、スリット状吐出口に向かって流路断面形状が徐々に変形する拡幅部を有し、層構造を保持した状態で所定の幅と厚さで吐出することができる形状のダイ等が好適である。このようなスリットダイを用いることが好ましい。これにより、シート厚みとクラッド厚みを薄く均一に制御しながら賦形することが可能となる。 The die having the slit-shaped discharge port is not particularly limited. However, after forming a layer structure that covers the periphery of the transparent core material with one or more types of sheath material, it has a widened section where the channel cross-sectional shape gradually deforms toward the slit-like discharge port, and maintains the layer structure In this state, a die having a shape that can be discharged with a predetermined width and thickness is suitable. It is preferable to use such a slit die. As a result, it is possible to perform shaping while controlling the sheet thickness and the clad thickness to be thin and uniform.
さらに、ダイを用いた溶融押出成形により賦形したのち、その左右両端部を表面粗さRaが1μm以下に平滑化された状態を形成するように割断することが好ましい。また一枚の幅広シート状光伝送体から、所望の幅に応じて割断し、複数本のシート状光伝送体を得ることも可能である。両側端面の表面加工においては、公知の技術を用いることができる。特に、ダイヤモンド刃を使用した鏡面切削を用いる方法や、割断後に端面を研磨する方法は、左右側端面の全体を均一で且つ十分な平滑性を得ることができるという点において好ましい。 Furthermore, after shaping by melt extrusion using a die, it is preferable to cleave the left and right ends so that the surface roughness Ra is smoothed to 1 μm or less. It is also possible to obtain a plurality of sheet-shaped optical transmission bodies by cleaving from one wide sheet-shaped optical transmission body according to a desired width. A known technique can be used in the surface processing of both end faces. In particular, the method using mirror cutting using a diamond blade and the method of polishing the end face after cleaving are preferable in that the entire left and right end faces can be obtained uniformly and sufficiently smooth.
以下、本発明のシート状光伝送体を備えた照光装置について詳細に説明する。 Hereinafter, the illuminating device provided with the sheet-like optical transmission body of the present invention will be described in detail.
シート状光伝送体を備えた照光装置は、少なくともシート状光伝送体と該シート状光伝送体の少なくとも一端に光学的に接続した光源装置とから概略構成される。例えば、シート状光伝送体の片端部に光源装置を光学的に接続して、光源装置が接続されている反対側の片端部から漏光させる端面漏光型の照光装置とすることができる。あるいは、シート状光伝送体の少なくとも一端に光源装置を光学的に接続して、シート状光伝送体の側面部から漏光させる側面漏光型の照光装置とすることができる。 An illumination device provided with a sheet-like light transmission body is roughly composed of at least a sheet-like light transmission body and a light source device optically connected to at least one end of the sheet-like light transmission body. For example, it is possible to provide an end face leakage type illumination device in which a light source device is optically connected to one end portion of a sheet-like optical transmission body and light is leaked from one end portion on the opposite side to which the light source device is connected. Alternatively, the light source device can be optically connected to at least one end of the sheet-like light transmission body to provide a side-light leakage type illumination device that leaks light from the side surface portion of the sheet-like light transmission body.
側面漏光型の照光装置とする場合には、シート状光伝送体の所望する側面部分から外部に漏光させるために、シート状光伝送体の一部に粗面化処理又はクラッド部の除去を行うことが必要である。具体的には、シート状光伝送体の側面の一部を融解させる表面熱処理する方法や、化学薬品や電気化学的な処理によりシート状光伝送体の表面を溶解するケミカルブラスト法、小さな粒状の研磨材あるいは類似のものをシート状光伝送体の表面に激しく打ちつけて加工するショットブラスト法を用いることができる。 In the case of the side light leakage type illumination device, in order to leak light from the desired side surface portion of the sheet-like light transmission body to the outside, the surface of the sheet-like light transmission body is subjected to a surface roughening treatment or removal of the clad portion. It is necessary. Specifically, a surface heat treatment method that melts a part of the side surface of the sheet-like light transmission body, a chemical blast method that dissolves the surface of the sheet-like light transmission body by chemical or electrochemical treatment, It is possible to use a shot blasting method in which an abrasive or a similar material is vigorously struck against the surface of the sheet-like optical transmission body.
表面熱処理の方式については、従来の加熱溶融方式、例えば、シート状光伝送体の漏光を所望する側面部分のみを加熱炉で加熱したり、ホットプレートを押し当てて溶融したりする方式を挙げることができる。なお、この場合には、熱処理中にシート状光伝送体中に気泡が生成し易くなるため、真空条件で熱処理を行う必要がある。 As for the surface heat treatment method, a conventional heating and melting method, for example, a method in which only a side surface portion where light leakage of a sheet-like optical transmission body is desired is heated in a heating furnace or is melted by pressing a hot plate. Can do. In this case, since it becomes easy to generate bubbles in the sheet-like optical transmission body during the heat treatment, it is necessary to perform the heat treatment under vacuum conditions.
その他の表面熱加工の方式としては、レーザーカット加工、超音波カッター加工、ホットカッター加工などの発熱カット方式を挙げることができる。これらの加工方式、例えばレーザーカットの場合では、シート状光伝送体の材質及びシートの厚みによって、レーザーのフォーカスや出力を調整すれば、クラッド部を簡単に且つ寸法精密カットできるという長所がある。 Examples of other surface heat processing methods include heat generation cutting methods such as laser cut processing, ultrasonic cutter processing, and hot cutter processing. In the case of these processing methods, for example, laser cutting, there is an advantage that the clad portion can be cut easily and precisely by adjusting the focus and output of the laser according to the material of the sheet-like optical transmission body and the thickness of the sheet.
ショットブラストの方式については、ガラス、アルミナ、スチール、珪砂、マグネタイト、金剛砂等の微粉末を研磨材(ブラスト材)を、コンプレッサーに繋がった小さなノズルから高圧水や圧縮空気等と一緒に、掘削面に吹き付けて表面を研磨するサンドブラスト法が代表的である。表面熱処理法やケミカルブラスト法と比較して、ショットブラスト(特にサンドブラスト)は、有機重合体から構成されているシート状光伝送体を損傷せずに、粗面化処理を行うことが可能なことから、シート状光伝送体の加工方法として特に好ましい。 For shot blasting, drilling surface with fine powder such as glass, alumina, steel, silica sand, magnetite, and gold sand using abrasives (blasting material) and high pressure water and compressed air from a small nozzle connected to the compressor. A typical example is a sand blasting method in which the surface is polished by spraying. Compared to surface heat treatment and chemical blasting, shot blasting (especially sand blasting) is capable of roughening without damaging the sheet-like optical transmission body composed of organic polymers. Therefore, it is particularly preferable as a method for processing a sheet-like optical transmission body.
照光装置に用いられる光源装置は、シート状光伝送体の少なくとも一端の端面に光学的に接続されて使用される。また、光源装置をシート状光伝送体の両端に接続して使用する形態でもよい。 A light source device used for an illumination device is used by being optically connected to an end face of at least one end of a sheet-like optical transmission body. Moreover, the form which connects and uses a light source device to the both ends of a sheet-like optical transmission body may be sufficient.
光源装置は、好ましくは光源の出射端から距離L1だけ離れた地点にある平面を平面H、平面H上の照射スポットの中心地点を点P1 、平面H上の照射スポットの中心点P1からの距離がL2であり、輝度が点P1における輝度の50%である地点を点P2とすると、下記式(10)
NA=sin{tan-1(L1/L2)} 式(10)
で定義される光源の開口角NAが0.15以上の光源を用いることが好ましい。
In the light source device, preferably, the plane located at a distance L 1 from the light emitting end of the light source is the plane H, the center point of the irradiation spot on the plane H is the point P 1 , and the center point P 1 of the irradiation spot on the plane H is When a point where the distance from the point is L 2 and the luminance is 50% of the luminance at the point P 1 is a point P 2 , the following formula (10)
NA = sin {tan −1 (L 1 / L 2 )} Equation (10)
It is preferable to use a light source having an aperture angle NA of 0.15 or more defined by
開口角NAが0.15以上であれば、光源装置に接続されたシート状光伝送体の全面に均一に充分な量の光を供給できるので、シート状光伝送体と光源の接続部分に特別な部品を設置したり後加工を施す必要が無く、照明装置を小型化や低コスト化において有利であり、また照明体としての機能を維持できる。 If the aperture angle NA is 0.15 or more, a sufficient amount of light can be uniformly supplied to the entire surface of the sheet-like light transmission body connected to the light source device. It is not necessary to install any parts or perform post-processing, which is advantageous in reducing the size and cost of the lighting device, and can maintain the function as a lighting body.
光源装置としては、例えば、特に高い輝度をもつメタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、発光ダイオード(LED)、半導体レーザー(LD)が用いられる。反射境及びレンズの装着、ランプ形状、消費電力など用途目的に応じて適宜変更することができる。光源が指向性の高い半導体レーザー(LD)の場合には、シート状光伝送体とLDの間に開口角NAが0.15以上となるようなレンズを設置すれば良い。特に発光ダイオード(LED)は、長時間点灯した場合でも同光源周辺の温度上昇が小さいため、シート状光伝送体の入射端部での熱劣化や溶融を防止することが可能であり、特に好ましい。 As the light source device, for example, a metal halide lamp, a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp, a light emitting diode (LED), or a semiconductor laser (LD) having particularly high luminance is used. The reflection boundary, lens mounting, lamp shape, power consumption, and the like can be changed as appropriate according to the purpose of use. When the light source is a highly directional semiconductor laser (LD), a lens having an opening angle NA of 0.15 or more may be installed between the sheet-like optical transmission body and the LD. In particular, a light emitting diode (LED) is particularly preferable because the temperature rise around the light source is small even when it is lit for a long time, so that it is possible to prevent thermal deterioration and melting at the incident end of the sheet-like optical transmission body. .
図4(a)はシート状光伝送体の片端部において1個のLEDを用いて用いる場合の模式図であり、(b)は2個のLEDを用いる場合の模式図である。光源としてLED11を用いる場合には、シート状光伝送体10の少なくとも一端において、図4(a)に示したように端部の両端部分に1個のLED11を設置すれば良い。シート状光伝送体10の漏光斑を低減し、且つシート状光伝送体10の漏光量をアップするためには、図4(b)に図示したように端部の両端部分に2個のLED11を設置して、LED11の入射光をシート型光伝送体に導き入れる方法を用いても良い。
FIG. 4A is a schematic diagram when one LED is used at one end of the sheet-like optical transmission body, and FIG. 4B is a schematic diagram when two LEDs are used. When the
以下、実施例により本発明を説明する。種々の材料を用いた実施例及び比較例の断面形状、漏光均一性の評価結果を表1に示す。なお、本発明の実施例における評価方法については、下記の方法により実施した。 Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. Table 1 shows the evaluation results of the cross-sectional shapes and light leakage uniformity of Examples and Comparative Examples using various materials. In addition, about the evaluation method in the Example of this invention, it implemented by the following method.
(結晶融解熱(ΔH))
測定には示差走査熱量計(DSC)(セイコーインスツルメンツ社製、装置名DSC−220)を使用した。サンプルを、昇温速度10℃/分で200℃まで昇温し、その状態で5分間保持して溶融させた後、降温速度10℃/分で0℃まで降温させた。この操作を再度繰り返して行い、この時の結晶融解熱を求めた。
(Crystal melting heat (ΔH))
A differential scanning calorimeter (DSC) (manufactured by Seiko Instruments Inc., apparatus name DSC-220) was used for the measurement. The sample was heated to 200 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min, held in that state for 5 minutes and melted, and then cooled to 0 ° C. at a rate of temperature decrease of 10 ° C./min. This operation was repeated again, and the heat of crystal melting at this time was determined.
(屈折率)
溶融プレスにより厚さ200μmのフィルム状の試験片を形成し、アッベの屈折計を用い、25℃におけるナトリウムD線の屈折率(nD25)を測定した。
(Refractive index)
A film-shaped test piece having a thickness of 200 μm was formed by a melt press, and the refractive index (n D 25) of sodium D line at 25 ° C. was measured using an Abbe refractometer.
(メルトフローレート)
メルトフローレート(MFR)は、日本工業規格JIS K7210に準じて測定した。210℃、荷重5kgf(49N)の条件下で直径2mm、長さ8mmのノズルから10分間に吐出される重合体量(g/10分)を測定した。
(Melt flow rate)
The melt flow rate (MFR) was measured according to Japanese Industrial Standard JIS K7210. The amount of polymer (g / 10 minutes) discharged in 10 minutes from a nozzle having a diameter of 2 mm and a length of 8 mm under the conditions of 210 ° C. and a load of 5 kgf (49 N) was measured.
(せん断粘度η)
ロザンド社製ツインキャピラリーレオメーター(装置名RH7−2)を用い、ダイ直径1mm、ダイ全長16mm、測定温度230℃の条件下で、せん断速度20〜10000(/s)の時のせん断粘度を測定した。
(Shear viscosity η)
Measure shear viscosity at a shear rate of 20 to 10000 (/ s) under conditions of a die diameter of 1 mm, a die total length of 16 mm, and a measurement temperature of 230 ° C. did.
(延伸率)
シート状光伝送体を150℃の恒温槽に20分放置した時に、熱処理前の糸直径をd1、熱処理後の糸直径をd2とした場合に、(延伸率)=(d2/d1)2から算出した。
(Stretch rate)
When the sheet-shaped optical transmission body is left in a thermostat at 150 ° C. for 20 minutes, when the yarn diameter before heat treatment is d 1 and the yarn diameter after heat treatment is d 2 , (drawing ratio) = (d 2 / d 1 ) Calculated from 2 .
(表面粗さRaの測定)
シート状光伝送体の左右両側端面を表面粗さ測定機(小坂研究所製、装置名サーフコーダーSE−30H)を用い、JIS B0601に準じて、中心線平均粗さRa測定した。
(Measurement of surface roughness Ra)
The center line average roughness Ra was measured on the left and right side end faces of the sheet-form optical transmission body according to JIS B0601 using a surface roughness measuring machine (manufactured by Kosaka Laboratory, apparatus name Surfcoder SE-30H).
(シート厚)
平均シート厚は、1mのサンプルのうち15点シート厚を測定して平均値を求め、シート厚3sは標準偏差sを3倍したものである。
(Sheet thickness)
The average sheet thickness is obtained by measuring the sheet thickness of 15 points in a 1 m sample, and obtaining an average value. The sheet thickness 3s is obtained by multiplying the standard deviation s by three.
(シート厚)
平均クラッド厚は、1mのサンプルを15分割してクラッド厚を測定して平均値を求め、クラッド厚3sは標準偏差sを3倍したものである。
(Sheet thickness)
The average clad thickness is obtained by dividing a sample of 1 m into 15 and measuring the clad thickness to obtain an average value. The clad thickness 3s is obtained by multiplying the standard deviation s by three.
(断面形状)
断面形状は、サンプルを割断し表面を十分研磨した後断面形状を目視及び顕微鏡で観察した結果であり、より均一な形状である順に◎、○、△、×で表記した。
(Cross-sectional shape)
The cross-sectional shape is the result of observing the cross-sectional shape visually and with a microscope after the sample was cleaved and the surface was sufficiently polished. The cross-sectional shape was indicated by ◎, ○, Δ, and × in order of more uniform shape.
(漏光均一性)
漏光均一性は、図4(a)のようにLED光源の光(開口角=0.17)を一端面から入射した際の漏光を目視で確認した結果である。より均一な漏光である順に◎、○、△、×で表記した。
(Light leakage uniformity)
The light leakage uniformity is a result of visually confirming the light leakage when the light from the LED light source (opening angle = 0.17) is incident from one end face as shown in FIG. In the order of more uniform light leakage, it is indicated by ◎, ○, Δ, ×.
(シート柔軟性)
シート柔軟性は、サンプルを折り曲げた際にどの程度の柔軟性があるかを確認した結果であり、破断が発生したり、折り曲げることが出来なかったものを×とし、屈曲の度合いに応じて◎、○、△、×と表記した。
(Sheet flexibility)
Sheet flexibility is the result of confirming how much flexibility is obtained when the sample is bent. If the sample breaks or cannot be folded, it is marked as x, depending on the degree of bending. , ○, △, ×.
以下の実施例1〜実施例13及び比較例1〜比較例8の材料、MFR、結晶融解熱、ηA/ηB、各種シート寸法、側端面の表面粗さRa、断面形状、漏光均一性、シート柔軟性の評価結果を表1に纏めて示す。 Materials of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 8 below, MFR, heat of crystal melting, η A / η B , various sheet dimensions, side end surface roughness Ra, cross-sectional shape, light leakage uniformity The evaluation results of sheet flexibility are summarized in Table 1.
(実施例1)
図5に示す装置構成において、シート状物を製造した。ノズル12は、コア材とクラッド材を合流して2層構造を形成するノズルの下流にスリット状吐出口の幅40mm、厚さ0.5mmの拡幅部を有するノズルを用いた。ニップロール13(冷却ロール)にはポリッシングロールを使用し、ロール間隙は吐出口厚さより僅かに薄い0.4mmとし、冷却装置16にて冷却する構成とした。
(Example 1)
In the apparatus configuration shown in FIG. 5, a sheet was manufactured. As the
芯材にPMMA(三菱レイヨン(株)製、商品名アクリペット、MFR=2.4、屈折率1.492)を、鞘材にVP−50(ダイキン工業(株)製、VdF/TFE=80/20mol%、 MFR=15.2、屈折率1.402、結晶融解熱59mJ/mg)を用いた。コア材とクラッド材のせん断粘度を測定したところ、せん断速度20/s〜10000/sでのせん断粘度比ηA/ηBは、1.02〜2.42であった。各樹脂の為の2台の溶融押し出し機14及び定量ギアポンプ15の運転条件は各々の樹脂の標準条件とした。ノズル温度は230℃として、40.1mm幅のシート状物の原反10'を製造した。得られたシート状物原反の両側端部を、50μm幅でダイヤモンド刃にて鏡面切削を行い、両側端面が鏡面加工されたシート状光伝送体を得た。得られたシート状光伝送体は、幅40mm、厚さ0.4mm、クラッド材の厚み45μmであり、断面のどの部分でもシート厚、クラッド厚保共に均一であった。このシート状物の延伸率を測定すると1.1であった。またシート状物の左右両側端面の表面粗さRaは、0.06μmであった。得られたシート状光伝送体(シート長1m)の二箇所存在する短端面を充分研磨した後、一端面から図4(a)に示すようにLED光源の光(開口角NA=0.17)を入射したところ、シート状物の側面及び左右両側端面全ての面からの漏光が均一なシート状光伝送体であった。
The core material is PMMA (Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name Acrypet, MFR = 2.4, refractive index 1.492), and the sheath material is VP-50 (Daikin Industries, Ltd., VdF / TFE = 80). / 20 mol%, MFR = 15.2, refractive index 1.402, heat of crystal melting 59 mJ / mg). When the shear viscosity of the core material and the clad material was measured, the shear viscosity ratio η A / η B at a shear rate of 20 / s to 10000 / s was 1.02 to 2.42. The operating conditions of the two melt extruders 14 and the metering gear pump 15 for each resin were standard conditions for each resin. The nozzle temperature was 230 ° C., and a sheet-
(比較例1)
実施例1で得られたシート状物原反の両側端部を48μmの厚みでカットし、粒度1μmのラッピングフィルムでシート状物の幅が40mmとなるように研磨した以外は、実施例1と同じ条件でシート状光伝送体を製造した。得られたシート状光伝送体における左右両側端面の表面粗さRaは1.10μmであった。
(Comparative Example 1)
Except for cutting both side ends of the sheet-like material obtained in Example 1 with a thickness of 48 μm and polishing it with a lapping film having a particle size of 1 μm so that the width of the sheet-like material is 40 mm. A sheet-like optical transmission body was manufactured under the same conditions. The surface roughness Ra of the left and right side end faces of the obtained sheet-like optical transmission body was 1.10 μm.
得られたシート状光伝送体(シート長1m)の二箇所存在する短端面を充分研磨した後、一端面から図4(a)に示すようにLED光源の光(開口角NA=0.17)を入射したところ、シート状物の側面の漏光に比べて左右両側端面からの漏光が大きい不均一な漏光バランスのシート状光伝送体であった。 After sufficiently polishing the short end face existing in two places of the obtained sheet-like optical transmission body (sheet length 1 m), light from the LED light source (opening angle NA = 0.17) as shown in FIG. ) Was incident, the sheet-like optical transmission body had a non-uniform light-leakage balance in which the light leakage from the left and right end faces was larger than the light leakage from the side surface of the sheet-like material.
(実施例2〜7及び比較例2〜7)
シート幅、シート厚、及びクラッド厚を表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同じ条件でシート状物を製造した。
(Examples 2-7 and Comparative Examples 2-7)
A sheet-like material was produced under the same conditions as in Example 1 except that the sheet width, sheet thickness, and cladding thickness were changed as shown in Table 1.
得られたシート状光伝送体の各種厚み、厚みのばらつきs、断面形状、漏光均一性及びシートの柔軟性を評価した結果を表1に示す。実施例2と比較例2、実施例3と比較例3というように、実施例と比較例の同一番号は、本発明の範囲近傍で範囲内、範囲外となるよう設定した。 Table 1 shows the results of evaluating various thicknesses, thickness variations s, cross-sectional shapes, light leakage uniformity, and sheet flexibility of the obtained sheet-like optical transmission body. Like Example 2 and Comparative Example 2, Example 3 and Comparative Example 3, the same numbers in Example and Comparative Example were set to be within and outside the range in the vicinity of the range of the present invention.
表1に示したとおり、シート状光伝送体におけるL/dの値が本発明の範囲の上下限を超えた場合には、断面形状は良好であるものの、シート状物(シート長1m)の両短端面を充分研磨した後、一端面から図4(a)に示すようにLED光源の光を入射した際の漏光バランスが不均一なシート状光伝送体であり(比較例2及び3)、L/dの値が本発明の範囲に入る場合には、断面形状、漏光の均一性共に良好なシート状光伝送体であった(実施例2及び3)。 As shown in Table 1, when the value of L / d in the sheet-like optical transmission body exceeds the upper and lower limits of the range of the present invention, the cross-sectional shape is good, but the sheet-like material (sheet length 1 m) After sufficiently polishing both short end faces, as shown in FIG. 4 (a), a sheet-like light transmission body having a non-uniform light leakage balance when light from an LED light source is incident (Comparative Examples 2 and 3). When the values of L / d were within the range of the present invention, the sheet-shaped optical transmission body had good cross-sectional shape and uniform light leakage (Examples 2 and 3).
また、シート状光伝送体における厚みdが本発明の範囲の上下限を超えた場合には、シートの柔軟性が低下し、比較例4の場合には屈曲した際にシートが破断し、比較例5の場合には、柔軟性に掛けるシート状光伝送体であった。シート状光伝送体における厚みdが本発明の範囲に入る場合には、柔軟性の良好なシート状光伝送体であった。 Further, when the thickness d in the sheet-like optical transmission body exceeds the upper and lower limits of the range of the present invention, the flexibility of the sheet is lowered, and in the case of Comparative Example 4, the sheet breaks when bent, and the comparison In the case of Example 5, it was a sheet-like optical transmission body that was subjected to flexibility. When the thickness d of the sheet-shaped optical transmission body is within the range of the present invention, the sheet-shaped optical transmission body has good flexibility.
さらに、シート状光伝送体におけるクラッド部の厚みbが本発明の範囲の上下限を超えた場合には、断面形状は良好であるものの、シート状物(シート長1m)の両短端面を充分研磨した後、一端面から図4(a)に示すようにLED光源の光を入射した際、光の入射部近辺での光の漏光が多くなり、出射側まで十分な光を伝えることが出来なかった(比較例6及び7)。シート状光伝送体におけるクラッド部の厚みbが本発明の範囲に入る場合には、断面形状、漏光の均一性共に良好なシート状光伝送体であった(実施例6及び7)。 Further, when the thickness b of the clad portion in the sheet-like optical transmission body exceeds the upper and lower limits of the range of the present invention, the cross-sectional shape is good, but both short end faces of the sheet-like object (sheet length 1 m) are sufficient. After polishing, when light from an LED light source is incident from one end face as shown in FIG. 4 (a), light leakage near the light incident portion increases, and sufficient light can be transmitted to the emission side. None (Comparative Examples 6 and 7). When the thickness b of the clad part in the sheet-shaped optical transmission body was within the range of the present invention, the sheet-shaped optical transmission body had good cross-sectional shape and uniform light leakage (Examples 6 and 7).
(比較例8)
シート状光伝送体におけるクラッド厚bを195μmにした以外は実施例1と同じ条件でシート状物を作製した。各種数値及び断面形状、漏光均一性、シート柔軟性の表結果を表1に示す。得られたシートは、断面形状は良好であったものの、コア部の厚みが薄くなり、伝送することができなかった。
(Comparative Example 8)
A sheet-like material was produced under the same conditions as in Example 1 except that the clad thickness b in the sheet-like optical transmission body was 195 μm. Table 1 shows the results of various numerical values and cross-sectional shapes, light leakage uniformity, and sheet flexibility. Although the obtained sheet had a good cross-sectional shape, the thickness of the core portion was reduced, and transmission was not possible.
(実施例8)
コア材にMFRの大きいPMMA(MFR=20)を用いた以外は、実施例1と同じ条件でシート状物を製造した。20/s〜10000/sの範囲でのせん断粘度比ηA/ηBは、0.58〜1.23であった。得られたシートの平均寸法は、幅30mm、厚さ0.24mm、クラッド材の厚みは60μmであった。このシート状物の延伸率を測定すると1.3であった。またシート状物の左右両側端面の表面粗さRaは0.06μmであった。
(Example 8)
A sheet-like material was produced under the same conditions as in Example 1 except that PMMA having a large MFR (MFR = 20) was used as the core material. The shear viscosity ratio η A / η B in the range of 20 / s to 10000 / s was 0.58 to 1.23. The average size of the obtained sheet was 30 mm in width, 0.24 mm in thickness, and the thickness of the clad material was 60 μm. The stretch ratio of this sheet was measured and found to be 1.3. The surface roughness Ra of the left and right end faces of the sheet-like material was 0.06 μm.
得られたシートの厚さ及びクラッド材の厚みのばらつきは実施例1に比べて若干大きく、特にシート断面におけるコア材の厚み斑が若干大きなシート状光伝送体であったが、得られたシート状物(シート長1m)の両短端面を充分研磨した後、一端面から図4(a)に示すようにLED光源の光を入射したところ、実施例1には及ばないものの、十分な労光均一性を保ったシート状光伝送体であった。 Variations in the thickness of the obtained sheet and the thickness of the clad material were slightly larger than those in Example 1, and in particular, the sheet-shaped optical transmission body had a slightly large thickness variation in the core material in the sheet cross section. After sufficiently polishing both short end surfaces of the sheet (sheet length 1 m), the light from the LED light source was incident from one end surface as shown in FIG. 4 (a). It was a sheet-like optical transmission body that maintained light uniformity.
(実施例9)
クラッド材にVP−100(商品名、ダイキン工業(株)製、VdF/TFE=80/20mol%、MFR=45、屈折率1.402、結晶融解熱59mJ/mg)を用いた以外は、実施例1と同じ条件でシート状物を製造した。20/s〜10000/sの範囲でのせん断粘度比ηA/ηBは、2.05〜4.85であった。得られたシートは、幅40mm、厚さ0.4mm、クラッド材の厚みは22μmであり、断面のどの部分でもシート厚、クラッド厚共に均一であった。このシート状物の延伸率を測定すると1.3であった。またシート状物の左右両側端面の表面粗さRaは、0.06μmであった。
Example 9
Implementation was performed except that VP-100 (trade name, manufactured by Daikin Industries, Ltd., VdF / TFE = 80/20 mol%, MFR = 45, refractive index 1.402, crystal melting heat 59 mJ / mg) was used for the clad material. A sheet was produced under the same conditions as in Example 1. The shear viscosity ratio η A / η B in the range of 20 / s to 10000 / s was 2.05 to 4.85. The obtained sheet had a width of 40 mm, a thickness of 0.4 mm, and a thickness of the clad material of 22 μm. The sheet thickness and the clad thickness were uniform in any part of the cross section. The stretch ratio of this sheet was measured and found to be 1.3. Further, the surface roughness Ra of the left and right end faces of the sheet-like material was 0.06 μm.
得られたシート状物(シート長1m)の両短端面を充分研磨した後、一端面から図4(a)に示すようにLED光源の光を入射すると、シート状物の側面及び左右両側端面全ての面からの漏光が均一なシート状光伝送体であった。 After sufficiently polishing both short end faces of the obtained sheet-like material (sheet length 1 m), when light from an LED light source is incident from one end face as shown in FIG. It was a sheet-like optical transmission body in which light leakage from all surfaces was uniform.
(実施例10)
クラッド材にVP−2000(商品名、ダイキン工業(株)製、VDF/TFE/HFP=48/439 (wt%)、MFR=45、屈折率1.374、結晶融解熱14mJ/mg)を用いた以外は、実施例1と同じ条件でシート状物を製造した。20/s〜10000/sの範囲でのせん断粘度比ηA/ηBは、1.43〜3.39であった。得られたシートは、幅26mm、厚さ0.3mm、クラッド材の厚みは32μmであり、断面のどの部分でもシート厚、クラッド厚共に均一であった。このシート状物の延伸率を測定すると1.3であった。また、シート状物の左右両側端面の表面粗さRaは、0.06μmであった。
Example 10
VP-2000 (trade name, manufactured by Daikin Industries, Ltd., VDF / TFE / HFP = 48/439 (wt%), MFR = 45, refractive index 1.374, heat of crystal melting 14 mJ / mg) is used for the clad material. A sheet-like material was produced under the same conditions as in Example 1 except that. The shear viscosity ratio η A / η B in the range of 20 / s to 10000 / s was 1.43 to 3.39. The obtained sheet had a width of 26 mm, a thickness of 0.3 mm, and a thickness of the clad material of 32 μm. The sheet thickness and the clad thickness were uniform at any part of the cross section. The stretch ratio of this sheet was measured and found to be 1.3. Further, the surface roughness Ra of the left and right end faces of the sheet-like material was 0.06 μm.
得られたシート状物(シート長1m)の両短端面を充分研磨した後、一端面から図4の(a)に示すようにLED光源の光を入射すると、シート状物の側面及び左右両側端面全ての面からの漏光が均一なシート状光伝送体であった。 After both short end faces of the obtained sheet (sheet length 1 m) are sufficiently polished, light from the LED light source is incident from one end as shown in FIG. The sheet-like optical transmission body was uniform in light leakage from all the end faces.
(実施例11)
クラッド材にLJ−202042(商品名、住友3M(株)製、VDF/TFE/HFP/FVEの共重合体、MFR=21、屈折率1.350、結晶融解熱8mJ/mg)を用いた以外は、実施例1と同じ条件でシート状物を製造した。20/s〜10000/sの範囲でのせん断粘度比ηA/ηBは、1.71〜4.04であった。得られたシートは、幅18mm、厚さ0.35mm、クラッド材の厚みは20μmであり、断面のどの部分でもシート厚、クラッド厚共に均一であった。このシート状物の延伸率を測定すると2.0であった。またシート状物の左右両側端面の表面粗さRaは、0.06μmであった。
Example 11
Other than using LJ-202042 (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., VDF / TFE / HFP / FVE copolymer, MFR = 21, refractive index 1.350, heat of crystal melting 8 mJ / mg) for the clad material Produced a sheet-like material under the same conditions as in Example 1. The shear viscosity ratio η A / η B in the range of 20 / s to 10000 / s was 1.71 to 4.04. The obtained sheet had a width of 18 mm, a thickness of 0.35 mm, and a clad material thickness of 20 μm, and the sheet thickness and clad thickness were uniform in any part of the cross section. The stretching ratio of this sheet was measured and found to be 2.0. Further, the surface roughness Ra of the left and right end faces of the sheet-like material was 0.06 μm.
得られたシートの断面形状及び漏光の均一性は、実施例1で得られたシート状光伝送体に及ばないものの、十分に均一なシート状光伝送体であった。 Although the cross-sectional shape of the obtained sheet and the uniformity of light leakage did not reach the sheet-like optical transmission body obtained in Example 1, it was a sufficiently uniform sheet-like optical transmission body.
(実施例12)
クラッド材にTHV220G(商品名、ダイニオン社製、VDF/TFE/HFP=40/40/20(wt%)、MFR=12、屈折率1.364、結晶融解熱5mJ/mg以下)を用いた以外は、実施例1と同じ条件でシート状物を製造した。20/s〜10000/sの範囲でのせん断粘度比ηA/ηBは、1.81〜3.73であった。得られたシートは、幅40mm、厚さ0.39mm、クラッド材の厚みは41μmであり、断面のどの部分でもシート厚、クラッド厚共に均一であった。このシート状物の延伸率を測定すると1.3であった。またシート状物の左右両側端面の表面粗さRaは、0.06μmであった。
(Example 12)
Other than using THV220G (trade name, manufactured by Dyneon, VDF / TFE / HFP = 40/40/20 (wt%), MFR = 12, refractive index 1.364, crystal melting heat 5 mJ / mg or less) as the clad material Produced a sheet-like material under the same conditions as in Example 1. The shear viscosity ratio η A / η B in the range of 20 / s to 10000 / s was 1.81 to 3.73. The obtained sheet had a width of 40 mm, a thickness of 0.39 mm, and a thickness of the clad material of 41 μm. The sheet thickness and the clad thickness were uniform in any part of the cross section. The stretch ratio of this sheet was measured and found to be 1.3. Further, the surface roughness Ra of the left and right end faces of the sheet-like material was 0.06 μm.
得られたシート状物の側面部に被覆されたクラッド部は、実施例1にて得られたシート状光伝送体よりも透明性が高かった。また得られたシート状物の寸法安定性、漏光均一性は実施例1よりも若干劣るものの、十分に均一なシート状光伝送体であった。 The clad portion coated on the side surface portion of the obtained sheet-like material was higher in transparency than the sheet-like optical transmission body obtained in Example 1. Further, although the dimensional stability and light leakage uniformity of the obtained sheet-like material were slightly inferior to those of Example 1, it was a sufficiently uniform sheet-like optical transmission body.
(実施例13)
クラッド材にTHV610G(商品名、住友3M(株)製、VDF/TFE/HFP=20/60/20(wt%)、MFR=6、屈折率1.350、結晶融解熱85mJ/mg以上)を用いた以外は、実施例1と同じ条件でシート状物を製造した。20/s〜10000/sの範囲でのせん断粘度比ηA/ηBは、0.91〜1.87であった。得られたシートは、幅40mm、厚さ0.28mm、クラッド材の厚みは49μmであった。このシート状物の延伸率を測定すると1.3であった。またシート状物の左右両側端面の表面粗さRaは、0.06μmであった。
(Example 13)
The cladding material is THV610G (trade name, manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., VDF / TFE / HFP = 20/60/20 (wt%), MFR = 6, refractive index 1.350, crystal melting heat 85 mJ / mg or more). A sheet-like material was produced under the same conditions as in Example 1 except that it was used. The shear viscosity ratio η A / η B in the range of 20 / s to 10000 / s was 0.91 to 1.87. The obtained sheet had a width of 40 mm, a thickness of 0.28 mm, and a clad material thickness of 49 μm. The stretch ratio of this sheet was measured and found to be 1.3. Further, the surface roughness Ra of the left and right end faces of the sheet-like material was 0.06 μm.
得られたシート状物の側面部に被覆されたクラッド部は、実施例1にて得られたシート状光伝送体よりも白色状であった。また得られたシート状物の寸法安定性、漏光均一性は実施例1よりも若干劣るものの、十分に均一なシート状光伝送体であった。 The clad portion coated on the side surface portion of the obtained sheet-like product was whiter than the sheet-like optical transmission body obtained in Example 1. Further, although the dimensional stability and light leakage uniformity of the obtained sheet-like material were slightly inferior to those of Example 1, it was a sufficiently uniform sheet-like optical transmission body.
以下に、実施例1にて製造したシート状光伝送体に対する側端面の後加工、入射手法の違いによる漏光性評価を実施した結果を示す。 Below, the result of having implemented the light leakage evaluation by the post process of the side end surface with respect to the sheet-like optical transmission body manufactured in Example 1, and the difference in the incident method is shown.
(実施例14)
実施例1で製造したシート状光伝送体(シート長1m)において、左右両側端部に側面漏光防止層として屈折率1.5064の紫外線硬化樹脂をコーティングした。シート状光伝送体に実施1と同様の方法で図4(a)に示すように一端面からLED光源の光を入射した。このシート型光伝送体は、側面漏光防止層を設ける前には、側面及び側端面全体が均一に漏光するシート状光伝送体であったが、側面漏光防止層を設けることにより、側端面からの漏光が除去された、側面のみで漏光するシート型光伝送体であった。
(Example 14)
In the sheet-like optical transmission body (sheet length 1 m) manufactured in Example 1, UV curable resin having a refractive index of 1.5064 was coated on both left and right ends as a side leakage preventing layer. As shown in FIG. 4A, the light from the LED light source was incident on the sheet-like optical transmission body from the one end surface in the same manner as in the first embodiment. This sheet-type optical transmission body was a sheet-shaped optical transmission body in which the entire side surface and side end surface leak evenly before providing the side light leakage prevention layer, but from the side end surface by providing the side light leakage prevention layer, This is a sheet-type optical transmission body in which light leakage is removed, and light leakage occurs only on the side surface.
(実施例15)
実施例1で製造したシート状光伝送体(シート長1m)において、左右両側端部に黒色塗料を塗布して遮光層を設けた。このシート状光伝送体に実施1と同様の方法で図4(a)に示すように一端面からLED光源の光を入射した。このシート型光伝送体は、遮光層を設ける前には、側面及び側端面全体が均一に漏光するシート状光伝送体であったが、遮光層を設けることにより、側端面からの漏光が除去された、側面のみで漏光するシート型光伝送体であった。
(Example 15)
In the sheet-like optical transmission body (sheet length 1 m) manufactured in Example 1, a black paint was applied to both left and right ends to provide a light shielding layer. As shown in FIG. 4A, the light from the LED light source was incident on the sheet-like optical transmission body from the one end surface in the same manner as in the first embodiment. This sheet type optical transmission body is a sheet-like optical transmission body in which the entire side surface and side end surface leak light uniformly before the light shielding layer is provided. However, by providing the light shielding layer, light leakage from the side end surface is removed. The sheet-type optical transmission body that leaks light only on the side surface.
(実施例16)
実施例1で製造したシート状光伝送体(シート長1m)のシート中央部分の、長さ40mm程の範囲に、サンドブラスト法を用いて粗面化処理を行い、コア部を露出させた。このシート状光伝送体の両側端面の中心部分に図4(a)に示すようにそれぞれ1個のLED光源を設置して光を入射すると、粗面化処理を施した部分から集中的に外部に光が漏光する側面漏光型のシート状光伝送体であった。
(Example 16)
The core portion was exposed by performing a surface roughening treatment using a sandblasting method in a range of about 40 mm in the center of the sheet of the sheet-like optical transmission body (sheet length 1 m) manufactured in Example 1. As shown in FIG. 4 (a), when one LED light source is installed and light is incident on the center part of both side end faces of this sheet-like optical transmission body, the external surface is concentrated from the roughened part. Side light leakage type sheet-like optical transmission body in which light leaks.
(実施例17)
実施例1で製造したシート状光伝送体(シート長1m)に、実施例7と同じ条件でサンドブラスト法を用いて粗面化処理を行い、コア部を露出させた。このシート状光伝送体の端部の両端部分に図4(b)に示すようにそれぞれ2個のLED光源を設置して光を入射すると、粗面化処理を施した部分から集中的に外部に光が出射する側面漏光型のシート状光伝送体であり、しかも漏光量は実施例7よりも大きかった。
(Example 17)
The sheet-shaped optical transmission body (sheet length 1 m) manufactured in Example 1 was subjected to a surface roughening process using the sand blasting method under the same conditions as in Example 7 to expose the core part. As shown in FIG. 4 (b), two LED light sources are installed at both end portions of the end portion of the sheet-like optical transmission body, respectively, and light is incident on the outer surface in a concentrated manner from the roughened portion. Further, the light leakage from the side surface was a sheet-like light transmission body, and the amount of light leakage was larger than that of Example 7.
「PMMA」:ポリメチルメタクリレート
「VP−50」:ダイキン工業(株)製、VdF/TFE=80/20mol%、MFR=15
「VP−100」:ダイキン工業(株)製、VdF/TFE=80/20mol%、MFR=30
「VP−2000」:ダイキン工業(株)製、VDF/TFE/HFP=48/43/9 (wt%)、MFR=45
「LJ202042」:住友3M(株)製、VDF/TFE/HFP/FVEの共重合体、MFR=21
「THV220G」:住友3M(株)製、VDF/TFE/HFP=40/40/20(wt%)、MFR=12
「THV610」:住友3M(株)製、VDF/TFE/HFP=20/60/20(wt%)、MFR=6
“PMMA”: Polymethyl methacrylate “VP-50”: manufactured by Daikin Industries, Ltd., VdF / TFE = 80/20 mol%, MFR = 15
“VP-100”: manufactured by Daikin Industries, Ltd., VdF / TFE = 80/20 mol%, MFR = 30
“VP-2000”: manufactured by Daikin Industries, Ltd., VDF / TFE / HFP = 48/43/9 (wt%), MFR = 45
“LJ202042”: VDF / TFE / HFP / FVE copolymer manufactured by Sumitomo 3M Co., MFR = 21
“THV220G”: manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., VDF / TFE / HFP = 40/40/20 (wt%), MFR = 12
“THV610”: manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., VDF / TFE / HFP = 20/60/20 (wt%), MFR = 6
本発明のシート状光伝送体は柔軟可撓性を有することから、このシート状光伝送体を備えた照光装置は、小型軽量性、照射光量、均一漏光性に優れ、さらに安価に製造することが可能である。したがって、その用途は、シートや紙のピンホール検出用途のようなセンサー用途、パソコンのディスプレイやキーボード、携帯電話の画面、液晶パネル、タッチ式コントロールパネルのバックライト用途など多岐に渡り、産業上その利用範囲は極めて広い。 Since the sheet-shaped light transmission body of the present invention has flexibility and flexibility, an illumination device equipped with the sheet-shaped light transmission body is excellent in small size and light weight, irradiation light quantity, uniform light leakage, and manufactured at a lower cost. Is possible. Therefore, it can be used in a wide variety of applications such as sensor applications such as sheet and paper pinhole detection applications, personal computer displays and keyboards, mobile phone screens, liquid crystal panels, and touch control panel backlight applications. The range of use is extremely wide.
1 コア部
2 クラッド部
3 左右両側端面(左右両側端部)
a コア部の厚さ
b クラッド部の厚さ
L シートの幅
d シートの厚さ
10 シート状光伝送体
10' シート状光伝送体の原反
11 LED
12 ノズル(スリットダイ式)
13 ニップロール
14 溶融押し出し機
15 定量ギアポンプ
16 冷却装置
1
a core thickness b clad thickness L sheet width
12 Nozzle (slit die type)
13 Nip roll 14 Melt extruder 15 Metering gear pump 16 Cooling device
Claims (8)
該シート状光伝送体が、透明な有機重合体からなる平面状のコア部の上下両面を、少なくとも1層以上のクラッド部で覆った、柔軟可撓性シート状光伝送体であり、
該シート状光伝送体のコア部が、メタクリル酸メチルの単独重合体又は共重合体、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、若しくは、環状ポリオレフィン系樹脂から成り、
該シート状光伝送体のクラッド部が、フッ素化メタクリレート系重合体又はフッ化ビニリデン系重合体から成り、
該シート状光伝送体のシート幅をL(mm)、シート厚さをd(mm)としたとき、下記式(1)
10≦L/d≦10000、 0.1≦d≦1.0 (1)
を満たし、該クラッド部の厚さをb(mm)としたとき、下記式(2)及び(3)
b≦d/2−0.01 (2)
0.005≦b≦0.1 (3)
を満たし、該コア部の左右両側端面はクラッド部に覆われておらず、且つ、シート状光伝送体の左右両側端面のJIS B0601に従って測定される表面粗さRaが1μm以下であり、
該シート状光伝送体の成形温度において、荷重5kgf(49N)の条件で直径2mm、長さ8mmのノズルから10分間に吐出される重合体の量(g)をメルトフローレート(MFR)としたとき、コア部の材料のMFR(M 1 )とクラッド部の材料のMFR(M 2 )が、M 1 <M 2 の関係にあり、
該シート状光伝送体の成形温度において、コア部の材料のせん断粘度をη A (Pa・s)、クラッド部の材料のせん断粘度をη B (Pa・s)としたとき、せん断速度が20/s以上10000/s以下の領域でのせん断粘度の比η A /η B が下記式(4)
1.0< η A /η B ≦ 6.0 (4)
を満たし、
該シート状光伝送体のクラッド部が、示差走査熱量測定(DSC)における結晶融解熱が10〜80mJ/mgの範囲内にあるフッ化ビニリデン系重合体から成る事を特徴とする側面漏光型照光装置。 A side light leakage type illumination device having a sheet-like light transmission body and a light source device optically connected to at least one end of the sheet-like light transmission body,
The sheet-like light transmission body is a flexible and flexible sheet-like light transmission body in which the upper and lower surfaces of a planar core portion made of a transparent organic polymer are covered with at least one clad portion,
The core portion of the sheet-like optical transmission body is composed of a methyl methacrylate homopolymer or copolymer, a polystyrene resin, a polycarbonate resin, or a cyclic polyolefin resin,
The clad portion of the sheet-like optical transmission body is made of a fluorinated methacrylate polymer or a vinylidene fluoride polymer,
When the sheet width of the sheet-like optical transmission body is L (mm) and the sheet thickness is d (mm), the following formula (1)
10 ≦ L / d ≦ 10000, 0.1 ≦ d ≦ 1.0 (1)
When the thickness of the clad part is b (mm), the following formulas (2) and (3)
b ≦ d / 2−0.01 (2)
0.005 ≦ b ≦ 0.1 (3)
The filled, left and right side end faces of the core portion is not covered with the cladding portion, and, Ri surface roughness Ra der less 1μm measured according to JIS B0601 of the left and right side end faces of the sheet-shaped optical transmission medium,
At the molding temperature of the sheet-form optical transmission body, the amount (g) of the polymer discharged in 10 minutes from a nozzle having a diameter of 2 mm and a length of 8 mm under the condition of a load of 5 kgf (49 N) was defined as a melt flow rate (MFR). When the MFR (M 1 ) of the material of the core part and the MFR (M 2 ) of the material of the cladding part have a relationship of M 1 <M 2 ,
When the shear viscosity of the material of the core portion is η A (Pa · s) and the shear viscosity of the material of the cladding portion is η B (Pa · s) at the molding temperature of the sheet-like optical transmission body , the shear rate is 20 The shear viscosity ratio η A / η B in the region of / s to 10000 / s is represented by the following formula (4)
1.0 <η A / η B ≦ 6.0 (4)
The filling,
Cladding portion of the sheet-like light transmission body, side light leakage type crystal melting heat in the differential scanning calorimetry (DSC) and wherein the Ru consists vinylidene fluoride polymer in the range of 10 to 80 mJ / mg Illumination device.
n1>n2>n3> ・・・ >nm>nm+1 (5)
(n1 2−nm+1 2)1/2≧0.40 (6)
を満たす請求項1に記載の側面漏光型照光装置。 The refractive index of the core part of the sheet-like optical transmission body measured at 25 ° C. with sodium D-line is n 1 , the number of layers of the cladding part is m, and the refractive index of the cladding part from the core part to the first layer is n 2 , When the refractive index of the cladding portion from the core portion to the second layer is n 3 and the refractive index of the cladding portion from the core portion to the m-th layer is nm + 1 , the following equations (5) and (6)
n 1 > n 2 > n 3 >...> n m > n m + 1 (5)
(N 1 2 −n m + 1 2 ) 1/2 ≧ 0.40 (6)
The side light leakage type illumination device according to claim 1, wherein:
スリット状吐出口を有するダイを用いた溶融押出成形によりシート状光伝送体の原反を成形し、該シート状光伝送体の両側端のクラッド部をシート成形後に割断する事によりシート状光伝送体を製造する工程、及び、
該シート状光伝送体の少なくとも一端に光源装置を光学的に接続する工程を有する事を特徴とする側面漏光型照光装置の製造方法。 It is a method for manufacturing the side light leakage type illumination device according to any one of claims 1 to 4 ,
A sheet-shaped optical transmission material is formed by melt extrusion using a die having slit-shaped discharge ports, and the clad portions at both ends of the sheet-shaped optical transmission material are cleaved after the sheet is formed. Manufacturing the body, and
A method for manufacturing a side-light leakage type illumination device, comprising a step of optically connecting a light source device to at least one end of the sheet-like optical transmission body.
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