JP2013254105A - 光拡散熱収縮性チューブ及び直管形ledライト - Google Patents

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将和 増田
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Abstract

【課題】光拡散性に優れるとともに良好な光源隠蔽性を示し、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることのできる光拡散熱収縮性チューブを提供する。また、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形LEDライトを提供する。
【解決手段】固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂、有機樹脂粒子及び酸化チタン粒子を含有し、前記有機樹脂粒子と前記酸化チタン粒子との重量比が、7:3〜3:7である光拡散熱収縮性チューブ。
【選択図】なし

Description

本発明は、光拡散性に優れるとともに良好な光源隠蔽性を示し、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることのできる光拡散熱収縮性チューブに関する。また、本発明は、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形LEDライトに関する。
近年、照明用としてLED(発光ダイオード)が注目されつつある。LEDは省電力かつ長寿命であるため、従来の蛍光灯等に比べ環境への負荷が小さい。特に直管形LEDライトは今後の需要が期待されている。
しかしながら、LEDは点光源であり、ギラギラとした刺激的な光であるため、目に対する負担が大きい等の問題がある。このため、LED光源を内在する透明管、特に複数個内在する透明管においても従来の蛍光灯のようなソフトな面光源イメージを得るために様々な試みがなされている。
例えば、透明管又は透明管を被覆するための照明カバーに光拡散剤を練り込んだり、表面に光拡散剤を塗布したりといった試みがなされている。更には、光拡散機能を持つシート又はフィルムを透明管に巻き付ける例も報告されている。
特許文献1には、透光性樹脂に、石英ガラス微粒子と二酸化チタン、シリカ、カルシウム等の光拡散材を均一分散させた照明灯用光透過散光フィルターが開示されている。
しかしながら、これらの方法では、特にLED光源から透明管までの距離が近い場合には依然として点光源が観察されたり、ギラギラとした刺激的な光となったりすることがあり、従来の蛍光灯のようなソフトな面光源イメージを得ることは難しかった。
特開2010−192415号公報
本発明は、光拡散性に優れるとともに良好な光源隠蔽性を示し、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることのできる光拡散熱収縮性チューブを提供することを目的とする。また、本発明は、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形LEDライトを提供することを目的とする。
本発明は、固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂、有機樹脂粒子及び酸化チタン粒子を含有し、前記有機樹脂粒子と前記酸化チタン粒子との重量比が、7:3〜3:7である光拡散熱収縮性チューブである。
以下に本発明を詳述する。
本発明者は、固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂に対して所定の重量比で有機樹脂粒子と酸化チタン粒子とを添加することにより、光拡散性に優れるとともに良好な光源隠蔽性を示し、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることのできる光拡散熱収縮性チューブが得られることを見出した。このような光拡散熱収縮性チューブは熱収縮性に優れるとともに充分な強度を有することから、LED光源を内在する透明管を被覆するための照明カバーとして好適に用いられる。
本発明の光拡散熱収縮性チューブは、固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂を含有する。ポリエステル系樹脂の固有粘度をこの範囲にすることにより、熱収縮性に優れるとともに充分な強度を有する光拡散熱収縮性チューブを得ることができる。
上記固有粘度が0.8dl/g未満であると、光拡散熱収縮性チューブの強度が低下し、LED光源を内在する透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合には破片が大きく飛散しやすくなり、1.4dl/gを超えると、ポリエステル系樹脂の溶融粘度が高く押出成形しにくくなる。上記固有粘度の好ましい下限は1.0dl/g、好ましい上限は1.2dl/gである。なお、上記固有粘度は、35℃においてオルトクロロフェノール中で測定した値のことをいう。
ポリエステル系樹脂の固有粘度を上記範囲にする方法としては、例えば、ポリエステル系樹脂を構成するジカルボン酸成分及びジオール成分の組成を調整する方法、ポリエステル系樹脂中の他の共重合成分の含有量を調整する方法、ポリエステル系樹脂の数平均分子量を調整する方法等が挙げられる。
上記ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2−クロロテレフタル酸、2,5−ジクロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、4,4−スチルベンジカルボン酸、4,4−ビフェニルジカルボン酸、オルトフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ビス安息香酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4−ジフェノキシエタンジカルボン酸、5−Naスルホイソフタル酸、エチレン−ビス−p−安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。これらのジカルボン酸は単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
上記ジオールとしては、例えば、ジエチレングリコール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、トランス−又は−2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、シクロヘキサンジオール等が挙げられる。これらのジオールは単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
上記固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂としては、なかでも、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する成分を含有し、かつ、ジオール成分としてエチレングリコールに由来する成分を含有するものが好ましい。このようなポリエステル系樹脂を用いることにより、光拡散熱収縮性チューブに耐熱性を付与することができる。
上記ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する成分を含有し、かつ、ジオール成分としてエチレングリコールに由来する成分を含有するポリエステル系樹脂は、他の共重合成分を含有していてもよいが、ポリエステル系樹脂中の他の共重合成分の含有量は、10モル%以下であることが好ましい。上記含有量が10モル%を超えると、光拡散熱収縮性チューブの強度が低下し、LED光源を内在する透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合には破片が大きく飛散しやすくなることがある。
上記固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂としては、上述した組成を有するポリエステル系樹脂を単独で用いてもよく、上述した組成を有する2種以上のポリエステル系樹脂を併用してもよい。
上記固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂の数平均分子量の好ましい下限は30000、好ましい上限は55000である。上記数平均分子量が30000未満であると、光拡散熱収縮性チューブの強度が低下することがあり、55000を超えると、押出成形しにくくなることがある。なお、上記数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定された値のことをいう。
本発明の光拡散熱収縮性チューブは、有機樹脂粒子及び酸化チタン粒子を含有する。有機樹脂粒子と酸化チタン粒子とを併用することにより、光拡散熱収縮性チューブに優れた光拡散性と良好な光源隠蔽性とを付与し、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることができる。
一方、有機樹脂粒子を用いない場合には、光拡散性が低下しやすくなり、酸化チタン粒子を用いない場合には、LED光源を充分に隠蔽できなくなる。
上記有機樹脂粒子としては、例えば、スチレン系樹脂粒子、アクリル系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子等が挙げられる。なかでも、アクリル系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子が好ましく、シリコーン系樹脂粒子がより好ましい。
上記スチレン系樹脂粒子を構成するスチレン系樹脂としては、例えば、ポリスチレン、スチレンと共重合可能なモノマーとの共重合体等が挙げられる。上記スチレンと共重合可能なモノマーとの共重合体としては、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、メタクリル酸又はアクリル酸を表す。
上記アクリル系樹脂粒子を構成するアクリル系樹脂としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸エステルとの共重合体等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸エステルは特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等が挙げられる。
上記アクリル系樹脂粒子を構成するアクリル系樹脂は、架橋又は部分架橋構造を有していてもよいし、有していなくてもよい。
上記シリコーン系樹脂粒子を構成するシリコーン系樹脂は特に限定されず、シロキサン結合を骨格とするオルガノポリシロキサン等のシリコーン系樹脂であればよい。
上記有機樹脂粒子は、ポリエステル系樹脂の溶融温度で溶融せず、溶剤に不溶であるものが好ましく、又、形状は不定形であるよりは球状である方が好ましい。
上記有機樹脂粒子の平均粒子径の好ましい下限は0.5μm、好ましい上限は20.0μmである。有機樹脂粒子の平均粒子径をこの範囲にすることにより、二次凝集のない良好な分散性を得ることができる。
上記平均粒子径が0.5μm未満であると、有機樹脂粒子を添加する効果が充分に得られないことがあり、20.0μmを超えると、光拡散熱収縮性チューブの全光線透過率が低下し、充分な明るさ(照度)が得られないことがある。なお、上記平均粒子径は、レーザー回折方式粒度分布計(例えば、日機装社製のMicrotrac MT3000II等)によって、測定することができる。
上記有機樹脂粒子は、屈折率が低いことが好ましい。上記有機樹脂粒子の屈折率の好ましい下限は1.41、好ましい上限は1.57である。有機樹脂粒子の屈折率をこの範囲にすることにより、ポリエステル系樹脂との屈折率の差が大きくなり、光拡散熱収縮性チューブの光拡散性を向上させることができる。上記屈折率のより好ましい上限は1.51である。
本発明の光拡散熱収縮性チューブにおける上記有機樹脂粒子の含有量は、好ましい下限が0.1重量%、好ましい上限が2.5重量%である。上記含有量が0.1重量%未満であると、光拡散熱収縮性チューブの光拡散性が低下したり、LED光源が点光源として観察されたりすることがあり、2.5重量%を超えると、光拡散熱収縮性チューブの全光線透過率が低下し、充分な明るさ(照度)が得られないことがある。上記含有量のより好ましい下限は0.5重量%、より好ましい上限は2.0重量%である。
上記酸化チタン粒子としては、光拡散剤又は白色顔料として一般的に用いられるものを用いることができる。上記酸化チタン粒子の結晶型は特に限定されず、例えば、アナターゼ型、ルチル型等が挙げられる。なかでも、ルチル型が好ましい。
上記酸化チタン粒子の平均粒子径の好ましい下限は0.2μm、好ましい上限は20.0μmである。上記平均粒子径が0.2μm未満であると、酸化チタン粒子が光触媒作用を示すようになり、光拡散熱収縮性チューブの強度低下を招くおそれがあり、20.0μmを超えると、光拡散熱収縮性チューブの全光線透過率が低下し、充分な明るさ(照度)が得られないことがあり、また、光拡散熱収縮性チューブの製造工程において延伸時にピンホールを生じることがある。上記平均粒子径のより好ましい上限は10μm、更に好ましい上限は5μmである。なお、上記平均粒子径は、レーザー回折方式粒度分布計(例えば、日機装社製のMicrotrac MT3000II等)によって、測定することができる。
上記酸化チタン粒子の屈折率の好ましい下限は2.40、好ましい上限は2.80である。酸化チタン粒子の屈折率をこの範囲にすることにより、良好な光拡散性と光源隠蔽性とを得ることができる。
本発明の光拡散熱収縮性チューブにおける上記酸化チタン粒子の含有量は、好ましい下限が0.1重量%、好ましい上限が2.5重量%である。上記含有量が0.1重量%未満であると、光拡散熱収縮性チューブの光拡散性が低下したり、LED光源を充分に隠蔽できなかったりすることがあり、2.5重量%を超えると、光拡散熱収縮性チューブの全光線透過率が低下し、充分な明るさ(照度)が得られないことがある。上記含有量のより好ましい下限は0.5重量%、より好ましい上限は2.0重量%である。
本発明の光拡散熱収縮性チューブにおける上記有機樹脂粒子と上記酸化チタン粒子との重量比は、7:3〜3:7である。このような重量比にすることにより、光拡散熱収縮性チューブの光拡散性を更に向上させるとともに良好な光源隠蔽性を保ち、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることができる。上記重量比は、6:4〜4:6であることが好ましい。
本発明の光拡散熱収縮性チューブには、本発明の本質を損なわない範囲内で、熱安定剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、滑剤、消光剤、造核剤、難燃化剤等の公知の添加剤を添加してもよい。
本発明の光拡散熱収縮性チューブの構成としては、単層であっても多層であってもよい。
本発明の光拡散熱収縮性チューブのチューブ厚みの好ましい下限は60μm、好ましい上限は300μmである。チューブ厚みをこの範囲にすることにより、光拡散熱収縮性チューブに適度な弾力及び強度を付与することができ、扱い易さも向上する。
上記チューブ厚みが60μm未満であると、光拡散熱収縮性チューブの光拡散性及び光源隠蔽性が低下することがあり、また、強度が低下し、LED光源を内在する透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合には破片が大きく飛散しやすくなり、300μmを超えると、光拡散熱収縮性チューブが厚くなりすぎて、LED光源を内在する透明管を被覆した場合に充分な明るさ(照度)が得られないことがある。上記チューブ厚みの好ましい下限は90μm、好ましい上限は250μmである。
本発明の光拡散熱収縮性チューブは、光拡散性に優れるものである。なお、光拡散性に優れるとは、全光線透過率が大きく、かつ、平行光線透過率が小さいことに加えて、後述するような照度維持率が大きいことを意味する。
本発明の光拡散熱収縮性チューブは、全光線透過率が20%以上であり、かつ、平行光線透過率が5%以下であることが好ましい。全光線透過率が20%未満であると、LED光源を内在する透明管を光拡散熱収縮性チューブで被覆した場合に充分な明るさ(照度)が得られないことがある。平行光線透過率が5%を超えると、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることができないことがある。
本発明の光拡散熱収縮性チューブは、LED光源の直下からXmm水平移動した位置での照度維持率が、X≦200の範囲において、10%以上であることが好ましい。上記照度維持率が10%未満であると、明るさ(照度)の均一性が保たれないことがある。
なお、上記照度維持率は、下記式で表される値のことをいう。
照度維持率(%)=(I/I)×100
式中、Iは、LED光源の直下での照度を表し、Iは、LED光源の直下からXmm水平移動した位置での照度を表す。
本発明の光拡散熱収縮性チューブは、熱収縮性を有する。
本発明の光拡散熱収縮性チューブの熱収縮率は、軸方向(MD方向)で20〜40%、径方向(TD方向)で35〜50%であることが好ましい。これにより、例えばLED光源を内在する透明管を、光拡散熱収縮性チューブ内に挿入して光拡散熱収縮性チューブを熱収縮させることで、透明管全面を容易に美麗に被覆させることができる。なお、上記熱収縮率は二軸延伸によって得られ、沸騰水で30秒間処理して収縮させたときの寸法変化率で表される値のことをいう。
本発明の光拡散熱収縮性チューブを製造する方法としては特に限定されないが、固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂、有機樹脂粒子及び酸化チタン粒子を混合した後、チューブ状に押出成形した原管を二軸延伸する方法等が挙げられる。
本発明の光拡散熱収縮性チューブの用途は特に限定されないが、LED光源を内在する透明管、特に複数個内在する透明管を被覆するために使用されることが好ましい。
本発明の光拡散熱収縮性チューブは、光拡散性に優れるとともに良好な光源隠蔽性を示し、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることができるため、LED光源を複数個内在する透明管においても、管全体を均一な明るさ(照度)とすることができる。また、本発明の光拡散熱収縮性チューブは、熱収縮性に優れるとともに充分な強度を有することから、透明管全面を被覆することができ、更に、透明管が落下等の不慮の事故により破損した場合でも破片の飛散を抑えることができる。
本発明の光拡散熱収縮性チューブで、LED光源を内在する透明管が被覆されている直管形LEDライトもまた、本発明の1つである。
本発明によれば、光拡散性に優れるとともに良好な光源隠蔽性を示し、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることのできる光拡散熱収縮性チューブを提供することができる。また、本発明によれば、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形LEDライトを提供することができる。
引張強さの測定において使用した測定用サンプルの形状を示す図である。 照度維持率の評価方法を模式的に示す図である。 光源隠蔽性の評価方法を模式的に示す図である。 光源隠蔽性の評価方法においてLED光源が良好に隠蔽されていた場合(評価○)を示す写真である。 光源隠蔽性の評価方法において点光源としては観察されないもののLED光源の隠蔽が不充分であった場合(評価△)を示す写真である。 光源隠蔽性の評価方法においてLED光源が点光源として観察された場合(評価×)を示す写真である。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
(実施例1)
ポリエステル系樹脂としてポリエチレンテレフタレート(固有粘度1.10dl/g)、有機樹脂粒子としてシリコーン系樹脂微粒子(平均粒子径2μm、屈折率1.41)、酸化チタン粒子(平均粒子径0.5μm、屈折率2.71)を用い、これらを表1に示す割合で混合した樹脂組成物を投入口側の温度を260℃、先端付近の温度を280℃に調整した押出機に投入し、290℃の環状ダイスから円形チューブ状に押出成形した。次いで、95℃で縦3.0倍、横2.5倍の延伸倍率で二軸延伸することより、折径55.0mm(内径φ34.8)、チューブ厚み100μmの光拡散熱収縮性チューブを得た。
(実施例2〜10及び比較例1〜6)
ポリエステル系樹脂、有機樹脂粒子及び酸化チタン粒子を表1に示す種類及び割合に変更した以外は実施例1と同様にして、光拡散熱収縮性チューブを得た。
(評価)
実施例及び比較例で得られた光拡散熱収縮性チューブについて、以下の評価を行った。結果を表2に示した。
(1)熱収縮率
得られた光拡散熱収縮性チューブを沸騰水で30秒間処理して収縮させ、収縮前後での軸方向(MD方向)及び径方向(TD方向)の寸法変化率を求め、熱収縮率とした。熱収縮率は、下記式を用いて求めた。
熱収縮率(%)={(収縮前寸法−収縮後寸法)/収縮前寸法}×100
(2)引張強さ
軸方向(MD方向)に切ってフィルム状にした光拡散熱収縮性チューブを3号形のダンベル状(図1に示す形状、図1中の数値の単位はmm)に打ち抜き測定用サンプルとした。引張試験機(東洋精機製作所社製、V10−C)を用いて、チャック間距離70mm、引張速度200mm/minで引張強さ(MD方向)を測定した。
(3)収縮仕上評価
蛍光管(長さ1198mm)を光拡散熱収縮性チューブ内に挿入して、200℃×30secの加熱で光拡散熱収縮性チューブを熱収縮させ蛍光管を被覆した。被覆後の蛍光管を目視にて観察し、収縮斑(ムラ)によるシワが見られた場合を×、見られなかった場合を○で評価した。
(4)全光線透過率及び平行光線透過率
得られた光拡散熱収縮性チューブについて、ヘイズメーター(東洋精機製作所社製、直読ヘイズメーター)を用いて、全光線透過率及び拡散透過率を測定した。平行光線透過率は、下記式を用いて求めた。
平行光線透過率(%)=全光線透過率−拡散透過率
(5)照度維持率
図2に、本評価の評価方法を模式的に示す。
図2に示すように、軸方向(MD方向)に切ってフィルム状にした光拡散熱収縮性チューブ1を2枚のガラス板2(厚み5mm)の間に挟み測定用サンプルとした。LED光源3の直下15mmの位置にこの測定用サンプル中の光拡散熱収縮性チューブ1を、測定用サンプル中の光拡散熱収縮性チューブ1から200mmの位置に照度計4を配置して、LED光源の直下での照度Iを測定した。次いで、照度計を水平移動させながら、LED光源の直下からXmm水平移動した位置での照度Iを測定し、下記式を用いて、X=50、100、150及び200のときの照度維持率を求めた。
照度維持率(%)=(I/I)×100
(6)光源隠蔽性
図3に、本評価の評価方法を模式的に示す。
図3に示すように、軸方向(MD方向)に切ってフィルム状にした光拡散熱収縮性チューブ1を2枚のガラス板2(厚み5mm)の間に挟み測定用サンプルとした。LED光源3と測定用サンプル中の光拡散熱収縮性チューブ1との距離を15mmとし、LED光源の隠蔽度合いを観察した。
図4に示すようにLED光源が良好に隠蔽されていた場合を○、図5に示すように点光源としては観察されないもののLED光源の隠蔽が不充分であった場合を△、図6に示すようにLED光源が点光源として観察された場合を×で評価した。
本発明によれば、光拡散性に優れるとともに良好な光源隠蔽性を示し、LEDの点光源をソフトな面光源イメージとすることのできる光拡散熱収縮性チューブを提供することができる。また、本発明によれば、該光拡散熱収縮性チューブを有する直管形LEDライトを提供することができる。
1 軸方向(MD方向)に切ってフィルム状にした光拡散熱収縮性チューブ
2 ガラス板
3 LED光源
4 照度計

Claims (8)

  1. 固有粘度が0.8〜1.4dl/gのポリエステル系樹脂、有機樹脂粒子及び酸化チタン粒子を含有し、前記有機樹脂粒子と前記酸化チタン粒子との重量比が、7:3〜3:7であることを特徴とする光拡散熱収縮性チューブ。
  2. 有機樹脂粒子の含有量が、0.1〜2.5重量%であることを特徴とする請求項1記載の光拡散熱収縮性チューブ。
  3. 酸化チタン粒子の含有量が、0.1〜2.5重量%であることを特徴とする請求項1又は2記載の光拡散熱収縮性チューブ。
  4. 有機樹脂粒子は、アクリル系樹脂粒子又はシリコーン系樹脂粒子であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の光拡散熱収縮性チューブ。
  5. 有機樹脂粒子の平均粒子径が、0.5〜20.0μmであることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の光拡散熱収縮性チューブ。
  6. 酸化チタン粒子の平均粒子径が、0.2〜20.0μmであることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の光拡散熱収縮性チューブ。
  7. 全光線透過率が20%以上であり、かつ、平行光線透過率が5%以下であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の光拡散熱収縮性チューブ。
  8. 請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の光拡散熱収縮性チューブで、LED光源を内在する透明管が被覆されていることを特徴とする直管形LEDライト。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024190711A1 (ja) * 2023-03-10 2024-09-19 株式会社 潤工社 側方発光型導光棒
US12410114B2 (en) 2017-04-24 2025-09-09 Igm Group B.V. Process for the preparation of α-functionalized ketones

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