DE69723285T2

DE69723285T2 - Lichtbeleuchtungsstabe

Info

Publication number: DE69723285T2
Application number: DE69723285T
Authority: DE
Inventors: Yukio Kawasaki-city NOJIRI; Kenji Kawasaki-city MATSUMOTO; Shinichi Irie
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2017-11-06
Also published as: CN1236426A; CA2269067A1; WO1998020279A1; EP0938635A1; KR100475222B1; CA2269067C; KR20000053131A; JPH10142428A; EP0938635B1; DE69723285D1; CN1093928C

Description

NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gewerbliches Nutzungsgebiet
Die Erfindung betrifft einen Lichtbeleuchtungsstab bzw. Leuchtstab und insbesondere einen Leuchtstab mit einem Stabteil, das aus einem flexiblen Kunststoff hergestellt ist und das das Licht, das auf ein Ende von ihm auftreffen kann, in Längsrichtung zu seinem anderen Ende durchleitet, sowie einem diffusiblen reflektierenden Film, der fest mit seiner Oberfläche verbunden ist, und vorteilhaft als Linearleuchte genutzt werden kann. Der Leuchtstab kann in einem durchbogenen Zustand gehandhabt werden und läßt sich in einem durchbogenen Zustand fest einbauen.
Stand der Technik
Bekannt ist bisher die Nutzung eines Leuchtstabs mit einem Stabteil, das Licht, das auf ein Ende auftreffen kann, in Längsrichtung zum anderen Ende durchleiten kann, und einem lichtdiffusiblen reflektierenden Film, der mit dem Stabteil so fest verbunden ist, daß er einen Teil seiner Oberfläche abdeckt, und der in seiner Längsrichtung als Linearleuchte statt einer herkömmlichen Leuchte, z. B. einer Leuchtstofflampe, angeordnet ist. Im Leuchtstab ist gewöhnlich eine Lichtquelle an einem Ende des Stabteils so angeordnet, daß Licht am Ende zu seinem Inneren auftreffen kann. Danach wird Licht zur Beleuchtung von der Seitenfläche des Stabteils abgestrahlt, die eine lichtabstrahlende Fläche ist und entgegengesetzt zur Verbindungsfläche des lichtdiffusiblen reflektierenden Films über etwa die Gesamtfläche in seiner Längsrichtung liegt. Ein solcher Leuchtstab überwindet z. B. eines der Probleme, die eine Vakuumentladungsröhre aus Glas, z. B. eine Leuchtstoffröhre, hat, d. h. das Problem, leicht zu zerbrechen.
Im folgenden werden Leuchtstäbe anhand von japanischen Patentveröffentlichungen erläutert, die sie offenbaren.
JP-B-4-70604 (JP-A-60-11806) und JP-B-1-58482 (JP-A-61-93409):
Relativ steife Materialien, z. B. Quarzglas mit einer Brechzahl von 1,46, optisches Glas mit einer Brechzahl von 1,5 bis 1,7 und Silikonharz mit einer Brechzahl von 1,41 kommen als Stabteilmaterialien der in diesen Patentveröffentlichungen offenbarten Leuchtstäbe zum Einsatz. Die Herstellung des lichtdiffusiblen reflektierenden Films (mitunter nachstehend diffusibler Film genannt) erfolgt durch Dispergieren von feinem Pulver (lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen) mit einer höheren Brechzahl als das Stabteil in einem Bindemittel, das aus einem lichtdurchlässigen Polymer besteht, und ihr Mischen. Der diffusible Film wird in Streifenform auf dem Außenumfang des Stabteils in Längsrichtung plaziert. Der Leuchtstab kommt anstelle einer geraden Leuchtstoffröhre zum Einsatz. Somit ist er nicht zur Verwendung im durchbogenen oder gebogenen Zustand bestimmt.
Das Stabteil ist massiv. Feines Pulver aus einem solchen Material wie Bariumsulfat mit einer Brechzahl von 1,51, Magnesiumoxid mit einer Brechzahl von 1,8 oder Titandioxid mit einer Brechzahl von 2,6 dient als feines Pulver für den diffusiblen Film. Das Bindemittel ist auf Silikonkautschuk oder Silikonharz beschränkt, die beide eine Brechzahl von 1,41 haben. Das heißt, die Brechzahlen von Materialien der hierin offenbarten diffusiblen Filme haben die folgenden Beziehungen: Die Brechzahl eines der Bindemittel stimmt mit der des entsprechenden Stabteils überein, und die Brechzahl der diffusiblen reflektierenden Teilchen ist höher als die des entsprechenden Stabteils. Wird andererseits ein Silikonkautschuk als Bindemittel verwendet, erfolgt eine Vulkanisation, um die Wärmebeständigkeit, Lichtbeständigkeit, Haltbarkeit, Schälbeständigkeit usw. zu verbessern.
JP-A-62-142465, JP-B-7-3553 (JP-A-63-108332) und JP-U-4-104603:
Die in diesen Druckschriften offenbarten Lichtquellen haben jeweils im wesentlichen den gleichen Leuchtstab wie in den Offenbarungen der o. g. Veröffentlichungen mit einem diffusiblen Film und einem Stabteil sowie einer solchen Einheit in Kombination wie einer Konvergenzeinheit zur Erhöhung des Beleuchtungswirkungsgrads (z. B. einer Stablinse), einem Reflexionsspiegel mit Schlitzen an lichtabstrahlenden Abschnitten und einer diffusiblen reflektierenden Schicht, die auf der Endfläche zum Lichtaustritt vorgesehen ist.
JP-U-63-146803:
Der in dieser Gebrauchsmusterveröffentlichung offenbarte Leuchtstab hat im wesentlichen das gleiche Stabteil, das in den o. g. Veröffentlichungen offenbart ist, und ein vertiefter Abschnitt ist als lichtdiffusibler Abschnitt parallel zur Achse des Stabteils auf seinem Außenumfang vorgesehen. Lichtdiffusibles Material mit Titandioxid und einem Silikonharz ist in den vertieften Abschnitt gegeben. Dadurch steigt eine den lichtdiffusiblen Abschnitt erreichende Lichtmenge, und die Linearbeleuchtung kann sehr wirkungsvoll erfolgen.
JP-U-5-4104:
Diese Gebrauchsmusterveröffentlichung offenbart eine UV-Lichtquelleneinheit und beschränkt das auf den lichtdurchleitenden Stab fallende Licht auf UV-Strahlen. Im wesentlichen das gleiche Material wie in den o. g. Patentveröffentlichungen wird als Stabteil verwendet. Der diffusible Film ist aus feinem Pulver, das weniger Licht im Wellenlängenbereich der UV-Strahlen absorbiert, z. B. Aluminiumoxidpulver und aus Silikonharz gebildet. Dadurch kann Lichterzeugung in unregelmäßiger Menge verhindert werden.
JP-U-6-21940:
Die in dieser Gebrauchsmusterveröffentlichung offenbarte Linearlichtquelleneinheit ist dadurch gekennzeichnet, daß das Stabteil und die Lichtquelle in Stangenform integriert sind. Offenbart ist ein aus Polymethylmethacrylat (PMMA) hergestelltes Stabteil, und Acrylharz ist als geeignetes Bindemittel für den diffusiblen Film für das Stabteil genannt. Allerdings hat das aus PMMA hergestellte und für die Lichtquelleneinheit verwendete Stabteil eine schlechte Flexibilität. Somit kann die Lichtquelleneinheit nur für beschränkte Anwen dungen eingesetzt werden, z. B. Kopiermaschinen. Außerdem offenbart die Gebrauchsmusterveröffentlichung keine Einzelheiten im Zusammenhang mit dem als Bindemittel verwendeten Acrylharz. Zudem beträgt die Glasübergangstemperatur (Tg) des im Stabteil verwendeten PMMA etwa 100°C.
Die US-A-5416608 offenbart eine Bildlesevorrichtung mit einem Lichtleiter, der aus einem zylinderförmigen lichtdurchlässigen Material gebildet ist, einer Lichtquelle, einem Lichtstreuabschnitt, der auf dem Umfang des Lichtleiters in Längsrichtung des Lichtleiters gebildet ist, einem Schlitzabschnitt, der entgegengesetzt zum Lichtstreuabschnitt positioniert ist, einem Originalstützteil, einer Projektionslinse und einem Zeilensensor.
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Wie zuvor dargestellt, sind Leuchtstäbe verschiedener Arten bekannt. Allerdings haben Stabteile, die als Kerne herkömmlicher Leuchtstäbe verwendet werden, überhaupt keine Flexibilität oder eine nicht ausreichende Flexibilität zum Handhaben im durchbogenen Zustand oder Einbau im gebogenen Zustand. Somit gibt es keinen Fall, in dem in Kombination mit den Stabteilen verwendete diffusible Filme so verbessert sind, daß die diffusiblen Filme der Durchbiegung der Stabteile folgen können. Dient z. B. ein vulkanisierter Kautschuk als Bindemittel der diffusiblen Filme, hat der vulkanisierte Kautschuk gewöhnlich einen relativ hohen Elastizitätsmodul von etwa 10⁸ Dyn/cm² (etwa 100 MPa). Daher hat ein aus dem vulkanisierten Kautschuk gebildeter, verbundener diffusibler Film schlechte Folgeeigenschaften in Übereinstimmung mit der Durchbiegung der Stabteile. Die Leuchtstäbe, in denen acrylkunststoffhaltige flexible Stabteile verwendet werden und die in den letzten Jahren praktisch zum Einsatz kommen, können im durchbogenen Zustand gehandhabt oder im gebogenen Zustand eingebaut werden. Jedoch sind die o. g. herkömmlichen diffusiblen Filme im Hinblick auf die Haftung an den flexiblen Stabteilen und die Flexibilität nicht zufriedenstellend.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die o. g. Probleme im Zusammenhang mit dem Stand der Technik zu lösen und die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films im Leucht- Leuchtstab zu verbessern, der als Linearleuchte verwendet werden kann, so daß der Stab im durchbogenen Zustand gehandhabt und im gebogenen Zustand fest eingebaut werden kann.
Problemlösungswege
Erfindungsgemäß läßt sich die o. g. Aufgabe gemäß der nachfolgenden Beschreibung lösen. Ein Leuchtstab verfügt über (a) ein flexibles Stabteil, das aus einem lichtleitenden Kunststoffmaterial gebildet ist, und (b) einen lichtdiffusiblen reflektierenden Film, der mit einem Teil des Außenumfangs des Stabteils in dessen Längsrichtung fest verbunden ist und der (i) ein lichtdurchlässiges Polymer und (ii) im Polymer dispergierte lichtdiffusible Teilchen aufweist. Der lichtdiffusible reflektierende Film ist durch Verwendung eines lichtdurchlässigen Polymers mit einem Speichermodul von 1,0 × 10⁴ bis 1,0 × 10⁸ Dyn/cm² in der Messung durch ein Viskoelastizitätsspektrometer gebildet.
Im Leuchtstab der Erfindung ist der lichtdiffusible reflektierende Film fest mit der Oberfläche eines flexiblen Stabteils verbunden, das den Kern des Stabs bildet, und der lichtdiffusible reflektierende Film ist aus einer Zusammensetzung gebildet, die durch Dispergieren lichtdiffusibler reflektierender Teilchen im lichtdurchlässigen Polymer mit einem Speichermodul von 1,0 × 10⁴ bis 1,0 × 10⁸ Dyn/cm² und ihr Mischen hergestellt wird. Als Ergebnis sind die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films verbessert, wodurch die Folgeeigenschaften des diffusiblen Films in Übereinstimmung mit der Durchbiegung des Stabteils verbessert sind.
Ausführungsformen der Erfindung
Der erfindungsgemäße Leuchtstab kann auf verschiedenen bevorzugten Wegen praktisch realisiert sein. Diese Betriebsarten sind im folgenden dargestellt, wobei aber deutlich sein sollte, daß die Erfindung keinesfalls auf die nachfolgend beschriebenen Arten beschränkt ist.
I. Flexibles Stabteil
Ein flexibles Stabteil dient als Kern, der sich in Längsrichtung des Leuchtstabs der Erfindung erstreckt. Das Stabteil ist aus einem lichtdurchleitenden Kunststoffmaterial mit einer Durchlässigkeit in einem solchen Grad hergestellt, daß das Stabteil Licht, das auf ein Ende von ihm fällt, zu seinem anderen Ende leiten kann. Obwohl das Stabteil verschiedene bevorzugte Formen haben kann, hat es vorzugsweise die Form eines aus flexiblem Kunststoff hergestellten Massivstabs, die eines aus flexiblem Kunststoff hergestellten Hohlstabs, die eines Hohlstabs, in dem Material abgedichtet ist, z. B. ein Schlauch, in dem ein Material, vorzugsweise ein flüssiges Material mit einer relativ hohen Brechzahl, z. B. Silikongel, abgedichtet ist, oder eine ähnliche Form. Hat das Stabteil die Form eines Hohlschlauchs, in dem ein flüssiges Material abgedichtet ist, so hat der Kunststoffschlauch vorzugsweise eine Brechzahl, die gleich oder größer als die der Flüssigkeit ist.
Vorzugsweise ist das hierbei verwendete Kunststoffmaterial aus einem Polymer mit lichtdurchlässigen Eigenschaften und einer Flexibilität hergestellt, z. B. Acrylpolymer, Polymethylpenten, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, weichmacherhaltiges Polyvinylchlorid und Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer. Außerdem beträgt die Brechzahl eines solchen Kunststoffmaterials gewöhnlich 1,4 bis 1,7, und die Gesamtdurchlässigkeit für Lichtstrahlen beträgt gewöhnlich mindestens 80%. Ferner kann ein solches Polymer vernetzt sein, um eine ausreichende Wärmebeständigkeit in Übereinstimmung mit der Durchbiegung des Stabteils selbst zu gewährleisten.
Das flexible Stabteil kann durch herkömmliche Verfahrensabläufe hergestellt sein. Zum Beispiel kann ein massives Acrylstabteil wie nachfolgend beschrieben vorteilhaft hergestellt werden.
Zuerst wird ein oder mindestens ein Acrylmonomer, das ein Ausgangsmaterial des Stabteils ist, in ein Rohr gefüllt, das sich in Längsrichtung erstreckt und mindestens ein offenes Ende hat. Vor der Reaktion wird das eingefüllte Monomer vorzugsweise auf einer niedrigen Temperatur gehalten, die ausreicht, unerwünschte Vorreaktionen zu verhindern. Danach wird der Inhalt des Rohrs auf mindestens die Reaktionstemperatur des Monomers fortlaufend so erwärmt, daß die Reaktion des eingefüllten Monomers fortlaufend vom einen Ende des Rohrs zum offenen Ende beginnt. Das heißt, der Erwärmungsabschnitt ist nicht feststehend, sondern wird vom einen Ende zum offenen Ende bewegt. Gewöhnlich beträgt die Bewegungsgeschwindigkeit des Erwärmungsabschnitts 10 bis 100 cm/Stunde. Bevorzugt ist, die Reaktion durchzuführen, während das Monomer unter Druck steht. Nach Abschluß der Erwärmung zum offenen Ende hin wird das gesamte Rohr außerdem vorzugsweise mehrere Stunden weiter erwärmt, so daß die Reaktion vollständig zum Abschluß kommt.
Beispiele für bevorzugte Komponenten und bevorzugte Mengen der Acrylmonomere, die als Ausgangsmaterialien in der o. g. Herstellung verwendet werden, sind:

(i) 10 bis 80 Gewichtsteile eines (Meth)acrylats, dessen Homopolymer eine Tg über 0°C hat;
(ii) 10 bis 80 Gewichtsteile eines (Meth)acrylats, dessen Homopolymer eine Tg unter 0°C hat;
(iii) 10 bis 80 Gewichtsteile eines Vernetzungsmittels, das bei Bedarf zugegeben ist.

Konkrete Beispiele für (i) das (Meth)acrylat, dessen Homopolymer eine Tg über 0°C hat, sind n-Butylmethacrylat, Methylmethacrylat, Methylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, n- Propylmethacrylat, Phenylmethacrylat u. ä. Ferner sind konkrete Beispiele für (ii) das (Meth)acrylat, dessen Homopolymer eine Tg unter 0°C hat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Ethylacrylat, Tridecylmethacrylat, Dodecylmethacrylat u. ä. Das Gewichtsmischverhältnis des (i) (Meth)acrylats (H) zum (ii) (Meth)acrylat (L) beträgt vorzugsweise 15 : 85 bis 80 : 20, besonders bevorzugt 20 : 80 bis 70 : 30. Ist der Gehalt des (i) (Meth)acrylats zu gering, kann die mechanische Festigkeit sinken. Umgekehrt kann bei übermäßigem Gehalt an (i) (Meth) acrylat die Flexibilität nicht gut ausgebildet werden.
Beispiele für (iii) das Vernetzungsmittel sind polyfunktionelle Monomere, z. B. Diallylphthalat, Triethylenglycoldi(meth)acrylat und Diethylenglycol-bis-(allylcarbonat).
Bei Herstellung des Stabteils gemäß der vorstehenden Beschreibung hat das Polymer des so erhaltenen Stabteils eine gleichmäßige Zusammensetzung von einem Ende zum anderen Ende in dessen Längsrichtung. Dadurch lassen sich gute Lichtleit eigenschaften des Stabteils und seine zur Durchbiegung ausreichende mechanische Festigkeit gewährleisten. Der Speichermodul des Stabteils, der ein Speicherschermodul ist, beträgt in der Messung mit einem Viskoelastizitätsspektrometer durch ein später zu beschreibendes Verfahren vorzugsweise 1,0 × 10⁶ bis 1,0 × 10⁹ Dyn/cm². Hat das Stabteil einen Speichermodul unter 1,0 × 10⁶ Dyn/cm², können die mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit beeinträchtigt sein. Hat das Stabteil einen Speichermodul über 1,0 × 10⁹ Dyn/cm², kann die Flexibilität unzureichend werden.
Obwohl die im Herstellungsverfahren verwendeten Rohre keiner spezifischen Einschränkung unterliegen, sind ferner aus einem Fluorpolymer, z. B. einem Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), hergestellte Rohre bevorzugt. Zu Einzelheiten des Herstellungsverfahrens solcher flexiblen Stabteile ist ferner die JP-A-63-19604 heranzuziehen.
Gewöhnlich beträgt die Länge der Stabteile 20 cm bis 10 m, vorzugsweise 30 cm bis 5 m, besonders bevorzugt 35 cm bis 1 m, obwohl sie von der Art des Gebrauchs der Leuchtstäbe abhängt. Ist das Stabteil zu kurz, sinkt die Flexibilität in der Tendenz. Fällt umgekehrt Licht auf nur ein Ende des Stabteils, das zu lang ist, kann die abgestrahlte Lichtmenge nahe dem anderen Ende sinken, d. h. die Beleuchtungsstärke des Stabteils als Leuchte kann zurückgehen.
Ferner kann das Stabteil jede Form seines Querschnitts in Breitenrichtung haben, solange die Wirkung der Erfindung nicht darunter leidet. Beispiele für die bevorzugte Form sind Formen, die die Flexibilität des Stabteils wahren können, z. B. ein Kreis, eine Ellipse, ein Halbkreis und ein Segment mit einer Fläche, die größer als der Halbkreis ist.
Obwohl der Durchmesser des Stabteils stark variiert werden kann, wenn das Stabteil einen kreisförmigen Querschnitt hat, liegt er allgemein im Bereich von 5 bis 30 mm.
II. Lichtdiffusibler reflektierender Film
Im Leuchtstab der Erfindung kommt ein lichtdiffusibler reflektierender Film (hier auch als diffusibler Film bezeichnet) in Kombination mit einem als Kern verwendeten flexiblen Stabteil zum Einsatz. Wie zuvor beschrieben, ist der licht diffusible reflektierende Film mit einem Teil des Außenumfangs des Stabteils in Längsrichtung eng verbunden und weist ein lichtdurchlässiges Polymer sowie lichtdiffusible reflektierende Teilchen auf, die darin dispergiert sind.
Lichtdurchlässiges Polymer
Die Hauptkomponente des diffusiblen Films ist das lichtdurchlässige Polymer. Das lichtdurchlässige Polymer hat einen Speichermodul in der in der Messung mit einem Viskoelastizitätsspektrometer durch ein später zu beschreibendes Verfahren von 1,0 × 10⁴ bis 1,0 × 10⁸ Dyn/cm², vorzugsweise 1,0 × 10⁵ bis 5,0 × 10⁷ Dyn/cm2. Hat das lichtdurchlässige Polymer einen Speichermodul, der 1,0 × 10⁸ Dyn/cm² stark übersteigt, kann der diffusible Film nicht der Durchbiegung des Stabteils folgen und wird abgezogen oder beschädigt. Hat umgekehrt das lichtdurchlässige Polymer einen Speichermodul, der 1,0 × 10⁴ Dyn/cm² stark unterschreitet, verformt die wiederholte Durchbiegung des Stabteils den diffusiblen Film plastisch. Dadurch wird es schwierig, seine konstruktive Form und Abmessung beizubehalten.
Obwohl der Gehalt des lichtdurchlässigen Polymers im diffusiblen Film stark geändert sein kann, wird das Polymer normalerweise in einer Menge von 5 bis 10.000 Gewichtsteilen, zweckmäßig 10 bis 2.000 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen genutzt, die in Kombination damit zum Einsatz kommen. Liegt der Gehalt des lichtdurchlässigen Polymers unter 5 Gewichtsteilen, kann sich die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films verringern. Übersteigt dagegen der Gehalt des lichtdurchlässigen Polymers 10.000 Gewichtsteile, sinkt die Beleuchtungsstärke des Leuchtstabs in der Tendenz.
Zu geeigneten Beispielen für das lichtdurchlässige Polymer zählen Acrylpolymer, fluorhaltiges Polymer, Polyvinylchlorid, Polyolefin, Polystyrol, Polyurethan, Polyester, silikonartiges Polymer u. ä. Diese Polymere können in Form von Homopolymeren oder Copolymeren verwendet werden. Bevorzugte Beispiele für Copolymere sind Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Alkylacrylat-Styrol-Copolymer, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Styrol-Butadien-Co polymer, Styrol-Isopren-Copolymer, Polypropylen-Maleinsäure-Copolymer, Alkylacrylat-Acrylsäure-Copolymer u. ä. Die Copolymere können Copolymere im Zweikomponentensystem oder Copo- lymere im Dreikomponentensystem oder Copolymere aus mehr Komponenten sein.
Nachfolgend wird das lichtdurchlässige Polymer näher dargestellt. Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht des Polymers beträgt gewöhnlich 5.000 bis 1.000.000. Außerdem beträgt seine Gesamtdurchlässigkeit für Lichtstrahlen gewöhnlich mindestens 70%, vorzugsweise mindestens 80%, besonders bevorzugt mindestens 90%. Das lichtdurchlässige Polymer kann vernetzt sein, solange es einen Speichermodul im o. g. Bereich hat.
Ferner ist die Brechzahl n(P) des lichtdurchlässigen Polymers vorzugsweise etwa gleich oder größer als die Brechzahl n(R) des Stabteils. Erfüllt die Brechzahl des lichtdurchlässigen Polymers diese Bedingung, wird Licht problemlos von der Verbindungsfläche zwischen dem diffusiblen Film und dem Stabteil in den diffusiblen Film geleitet, und die Beleuchtungsintensität von der lichtabstrahlenden Oberfläche des Stabteils läßt sich wirksam verbessern. Ist aber die Differenz zwischen den Brechzahlen n(P) und n(R) zu groß, wird die Stärke der diffusen Reflexion zu groß, und es läßt sich keine ausreichende Beleuchtungsstärke über die gesamte Fläche in Längsrichtung erhalten. Vom o. g. Standpunkt her läßt sich schlußfolgern, daß die Differenz zwischen den Brechzahlen n(P) und n(R), d. h. Δn₁ = n(P) – n(R), vorzugsweise –0,10 bis 1,00, besonders bevorzugt –0,05 bis 0,5 beträgt.
Zweckmäßig werden chemischen Strukturen, die die Brechzahl von Stoffen verbessern, z. B. aromatische Ringe, aliphatische Ringe, Heteroringe, von Fluoratomen abweichende Halogenatome und Schwefelatome, in das lichtdurchlässige Polymer eingebaut, um seine Brechzahl zu verbessern. Beispielsweise werden im Fall eines Acrylpolymers Monomerkomponenten copolymerisiert, wobei die Komponenten ein Acrylmonomer enthalten, dessen Homopolymer eine Brechzahl von mindestens 1,5 hat, z. B. Phenylmethacrylat, Phenoxyethylacrylat und Pentabromphenyl-Methacrylat sind. Im Fall von Polyurethan wird ein Po lyurethan verwendet, das mit einem aromatischen Diisocyanat synthetisiert ist.
Ein Kolloid aus einem Metalloxid mit einer Brechzahl von mindestens 1,6, z. B. Antimonpentoxid, kann ebenfalls im lichtdurchlässigen Polymer dispergiert und mit ihm gemischt sein, um seine Brechzahl zu verbessern. Ein Oberflächenbehandlungsmittel, z. B. ein Silanhaftvermittler, kommt vorzugsweise zum Einsatz, um die Dispergierbarkeit des Metalloxidkolloids zu verbessern.
Lichtdiffusible reflektierende Teilchen
Im lichtdiffusiblen reflektierenden Film der Erfindung ist es wesentlich, lichtdiffusible reflektierende Teilchen im lichtdurchlässigen Polymer zu dispergieren. Im Gebrauch in der Beschreibung der Erfindung sind "lichtdiffusible reflektierende Teilchen" definitionsgemäß Teilchen, die eine mittlere Teilchengröße von normalerweise 0,1 bis 10 μm und eine Brechzahl n(D) haben, die sich von der Brechzahl n(P) des lichtdurchlässigen Polymers unterscheidet, und die in einem Zustand, in dem sie im lichtdurchlässigen Polymer dispergiert und im lichtdiffusiblen Film enthalten sind, so wirken, daß sie das Licht nach Durchlaufen der Verbindungsfläche zwischen dem Stabteil und dem diffusiblen Film und nach Leiten in den diffusiblen Film diffus so reflektieren, daß das Licht zum Stabteil zurückgeführt wird. Mindestens ein Teil des diffus reflektierten Lichts wird von der lichtabstrahlenden Oberfläche dieses Stabteils, die entgegengesetzt zur Verbindungsfläche des Stabteils liegt, nach außen abgestrahlt, und es wird möglich, von der Gesamtfläche her zu beleuchten, wo der diffusible Film in Längsrichtung des Stabteils vorgesehen ist.
Der Absolutwert der Differenz zwischen der Brechzahl n(P) des lichtdurchlässigen Polymers und der Brechzahl n(D) beträgt gewöhnlich mindestens 0,01, vorzugsweise 0,02 bis 1,50, besonders bevorzugt 0,10 bis 1,40. Ist der Absolutwert der Differenz zwischen den Brechzahlen zu klein, können sich die Abschirmeigenschaften des diffusiblen Films verschlechtern, und die diffuse Reflexionsstärke kann zurückgehen. Wird dagegen der Absolutwert der Differenz zwischen den Brechzahlen zu groß, können folgende Probleme entstehen: Die Stärke der Zerstreuung, die Reflexionsstärke, wird zu groß; die Beleuchtungsstärke wird nur nahe dem Ende hoch, auf das Licht fällt, und Beleuchtung mit ausreichender Beleuchtungsstärke über die gesamte Längsrichtung läßt sich nicht realisieren.
Die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen können ein anorganischer Stoff oder organischer Stoff sein, solange gewünschte Wirkungen erzielt werden. Außerdem können die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen in jeder Form vorliegen, z. B. als Pulver, Kügelchen, Gasblasen und Tröpfchen.
Im allgemeinen ist die Brechzahl n(D) der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen vorzugsweise um eine Differenz von 0,01 bis 1,50 größer als die Brechzahl n(R) des Stabteils. Stimmt insbesondere die Brechzahl n(P) des lichtdurchlässigen Polymers mit der Brechzahl n(R) überein, erleichtert der diffusible Film, der die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen mit einer höheren Brechzahl als das Stabteil enthält, die Leitung von Licht von der Verbindungsfläche zwischen dem Stabteil und dem diffusiblen Film in den diffusiblen Film und verbessert wirksam die Beleuchtungsintensität von der lichtabstrahlenden Oberfläche des Stabteils. Wird aber die Differenz zwischen der Brechzahl n(D) und der Brechzahl n(R) zu groß, wird die diffuse Reflexionsstärke zu hoch, und es läßt sich keine ausreichende Beleuchtungsstärke über die Gesamtfläche in Längsrichtung erhalten. In einer solchen Situation ist anorganische Pulver mit einer Brechzahl von 1,5 bis 3,0 als Beispiel für die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen bevorzugt. Es gibt problemlos verfügbare anorganische Pulver, die sowohl eine höhere Brechzahl als das Kunststoffmaterial, das das Stabteil bildet, als auch eine mittlere Teilchengröße haben, die für die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen effektiv ist.
Ist andererseits die Brechzahl n(P) des lichtdurchlässigen Polymers größer als die Brechzahl n(D) der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen, kann die Brechzahl n(D) der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen etwa gleich oder kleiner als die Brechzahl n(R) sein, oder es ist bevorzugt, daß die Brechzahl n(D) um eine Differenz von mindestens 0,01 kleiner als die Brechzahl n(R) ist. Dann ist wirksam verhin dert, daß die diffuse Reflexionsstärke zu hoch wird, und eine Beleuchtung mit ausreichender Beleuchtungsstärke über die Gesamtfläche in Längsrichtung wird leicht. Beispiele für solche Teilchen mit einer relativ geringen Brechzahl sind Glimmer, Glas- oder Polymerhohlkugeln, Gasblasen, Siliciumdioxid u. ä. Außerdem können Materialien, z. B. Perlpigmente und Metallpulver, mit einem hohen Reflexionsvermögen auf der Teilchenoberfläche auch als lichtdiffusible reflektierende Teilchen verwendet werden.
Klebepolymer
Vorzugsweise enthält der diffusible Film ein Klebepolymer. Das Klebepolymer erhöht wirksam die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films und verbessert stark die Folgeeigenschaften in Übereinstimmung mit der Durchbiegung des Stabteils. Definitionsgemäß ist das "Klebepolymer" hier ein Polymer mit Klebefähigkeit bei Raumtemperatur und hat einen Speichermodul, dessen Meßverfahren näher erläutert wird, von normalerweise 1,0 × 10⁴ bis 1,0 × 10⁷ Dyn/cm². Beispiele für das bevorzugte Klebepolymer sind Acrylpolymer, silikonartiges Polymer, gummiartiges Polymer, Polyolefin oder Polyurethan, obwohl es nicht auf die o. g. Polymere beschränkt ist. Das Acrylpolymer ist besonders bevorzugt, da es ausgezeichnete Wetterfestigkeit und Lichtbeständigkeit hat.
Der Gehalt des Klebepolymers im diffusiblen Film beträgt gewöhnlich 10 bis 100 Gew.-% bezogen auf das gesamte lichtdurchlässige Polymer. Liegt der Gehalt unter 10 Gew.-%, kann die o. g. Wirkung verringert sein. Der Gehalt des Klebepolymers beträgt vorzugsweise mindestens 15 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%.
Dispergierbares Polymer
Das Polymer enthält vorzugsweise ferner ein dispergierbares Polymer zusammen mit dem lichtdurchlässigen Polymer und dem Klebepolymer. Das dispergierbare Polymer verstärkt die Dispergierbarkeit von anorganischem Pulver, das für die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen verwendet wird, und gleichzeitig das Filmbildungsvermögen des lichtdurchlässigen Polymers. Das heißt, die Kombination aus dem anorganischen Pulver und dem dispergierbaren Polymer erhöht die mechanische Festigkeit des diffusiblen Films, verhindert wirksam die plastische Verformung des diffusiblen Films, erhöht wirksam die Packung der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen und verbessert die Abschirmeigenschaften des diffusiblen Films. Vorzugsweise ist das in der Erfindung verwendete dispergierbare Polymer ein Polymer mit hydrophilen Funktionsgruppen im Molekül. Konkrete Beispiele für die hydrophilen Funktionsgruppen sind Sulfonsäure, Sulfonsäuresalz, Phosphorsäure, Phosphorsäureester, Phosphorsäuresalz, Carbonsäure, Aminogruppen, quartäres Salz, Carbobetain, Sulfobetain, Hydroxylgruppen u. ä.
Kommt das dispergierbare Polymer in der Erfindung zum Einsatz, wird es vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 90 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des lichtdurchlässigen Polymers verwendet. Kommt zudem das dispergierbare Polymer in Kombination mit anorganischem Pulver als lichtdiffusible reflektierende Teilchen wie oben beschrieben zum Einsatz, wird das anorganische Pulver vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 100 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen verwendet.
Das Mischverhältnis des Klebepolymers (A) zum dispergierbaren Polymer (W) (Gewichtsverhältnis A : W) beträgt vorzugsweise 10 : 90 bis 98 : 2. Ist der Klebepolymergehalt zu klein, ist die Wirkung zur Erhöhung der Haftung des diffusiblen Films beeinträchtigt. Ist dagegen der Gehalt an Klebepulver erhöht und die Menge des dispergierbaren Polymers verringert, ist die Wirkung zur Verstärkung der Dispergierbarkeit des anorganischen Pulvers beeinträchtigt.
Bildung des diffusiblen Films
Der diffusible Film kann aus den o. g. Filmbildungskomponenten und bei Bedarf aus anderen Komponenten durch ein Verfahren zur Bildung eines herkömmlichen Films oder einer herkömmlichen Beschichtung gebildet werden. Zum Beispiel wird eine Mischung, die lichtdurchlässiges Polymer, lichtdiffusible reflektierende Teilchen und ein Lösungsmittel enthält, mit einer Dispergiervorrichtung dispergiert, um einen Anstrichstoff zu ergeben. Der Außenumfang des Stabteils wird mit dem Anstrichstoff direkt beschichtet und getrocknet, um den diffusiblen Film zu bilden. Bei der Herstellung des Anstrichstoffs sind Beispiele für herkömmliche Dispergiervorrichtungen und Knetvorrichtungen eine Anstrichstoff-Schüttelvorrichtung (Rüttelvorrichtung), eine Sandmühle, ein Kneter, ein Walzwerk, ein Planetenrührwerk u. ä. Beispiele für Beschichtungsvorrichtungen sind ein Walzenbeschichter, eine Rakelstreichmaschine, ein Stangenbeschichter, ein Schmelzbeschichter u. ä.
Enthält das lichtdurchlässige Polymer das Klebepolymer, kann der diffusible Film gebildet werden durch Auftragen eines Trennfilms mit dem Anstrichstoff auf der Trennoberfläche, Verfestigen, Härten, Trocknen usw., um einen Beschichtungsfilm zu ergeben, Verbinden des Films mit dem Außenumfang des Stabteils und Entfernen des Trennfilms, d. h. Übertragen bzw. Transferieren des Beschichtungsfilms. Der so erhaltene Beschichtungsfilm kann als Klebefilm zum Bilden des diffusiblen Films vom Transfertyp dienen. In diesem Fall kann die Klebefähigkeit des Films durch Erwärmen und/oder Druckbeaufschlagung des diffusiblen Films nach oder während des Transfervorgangs verstärkt werden. Außerdem kann der Beschichtungsfilm nicht als Transferfilm verwendet werden, sondern kann auch als Klebefilm mit einem Untergrund zum Einsatz kommen, wobei der Trennfilm durch einen aus einem flexiblen Polymer hergestellten Untergrund ersetzt ist und der Beschichtungsfilm und der Untergrund fest verbunden werden. Normalerweise hat das flexible Polymer einen Speichermodul von 1,0 × 10⁴ bis 1,0 × 10⁸ Dyn/cm² und eine Bruchdehnung von gewöhnlich 100 bis 1.000%. Obwohl die Dicke des flexiblen Untergrunds keiner spezifischen Beschränkung unterliegt, solange der Untergrund seine Flexibilität nicht verliert, beträgt sie gewöhnlich 5 bis 500 μm.
Ferner kann der ein Klebepolymer enthaltende diffusible Film auch gebildet werden durch Dispergieren der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen in Monomerkomponenten, die das Klebepolymer nach Polymerisation bilden sollen, um einen Anstrichstoff zu ergeben, Auftragen des Anstrichstoffs, um einen Beschichtungsfilm zu bilden, und anschließendes Polymerisieren der Monomerkomponenten. In diesem Fall kann der dif fusible Film gebildet werden, indem der direkt auf der Stabteiloberfläche vorgesehene Beschichtungsfilm der Polymerisation unterzogen wird, oder der Klebefilm vom Transfertyp kann auch gebildet werden, indem der Beschichtungsfilm auf einem Trennfilm der Polymerisation unterzogen wird. Das Verfahren zur Monomerverwendung kann den Dispersionsvorgang der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen erleichtern. Die Polymerisation des Monomers kann durch Photopolymerisation, Elektronenstrahlpolymerisation, Wärmepolymerisation usw. durchgeführt werden. Außerdem kann der Anstrichstoff hergestellt werden, indem ein solches Monomer wie zuvor genannt einer Vordispersion zugegeben wird, die das dispergierbare Polymer und die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen enthält.
Ferner kann der diffusible Film gebildet werden, indem der den lichtdiffusiblen reflektierenden Film enthaltende Beschichtungsfilm mit dem Außenumfang des Stabteils über einen lichtdurchlässigen Kleber verbunden wird. Das o. g. Klebepolymer kann als lichtdurchlässiger Kleber mit oder ohne Abwandlung verwendet werden. Zum Beispiel werden eine Beschichtungsfilmschicht, die die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen und das lichtdurchlässige Polymer enthält, und eine Schicht aus dem lichtdurchlässigen Kleber nacheinander in dieser Reihenfolge auf einen Trennfilm laminiert, um einen Klebefilm zum Bilden des diffusiblen Films vom Transfertyp mit einer Doppelschichtstruktur zu ergeben. Unter Verwendung des Klebefilms kann der diffusible Film auf den Außenumfang des Stabteils transferiert und mit ihm verbunden werden. In diesem Fall beträgt eine Differenz zwischen der Brechzahl n(A) des lichtdurchlässigen Klebers und der Brechzahl n(R) des Stangenteils, also Δn₂ = n(A) – n(R) mindestens –0,3. Ist die Brechzahl des lichtdurchlässigen Klebers zu klein, läßt sich keine ausreichende Beleuchtungsstärke erhalten. Ist umgekehrt seine Brechzahl zu groß, wird die diffuse Reflexionsstärke zu groß, und keine ausreichende Beleuchtungsstärke kann über die Gesamtfläche in Längsrichtung erhalten werden. Von diesem Standpunkt aus läßt sich schlußfolgern, daß die Brechzahldifferenz Δn₂ vorzugsweise –0,25 bis 1,00, besonders bevorzugt –0,20 bis 0,5 beträgt. Außerdem hat der lichtdurch lässige Kleber einen Speichermodul von gewöhnlich 1,0 × 10⁴ bis 1,0 × 10⁷ Dyn/cm². Das Verwendungsverfahren eines solchen lichtdurchlässigen Klebers verbessert die Haftung des diffusiblen Films wirksam weiter.
Die Dicke des gesamten diffusiblen Films beträgt normalerweise 1 bis 2.000 μm, vorzugsweise 5 bis 1.000 μm, besonders bevorzugt 10 bis 800 μm. Ist der zu verwendende diffusible Film zu dünn, kann seine Reflexionswirkung verringert sein, und die Beleuchtungsstärke kann zurückgehen. Ist dagegen der diffusible Film zu dick, kann die Flexibilität beeinträchtigt sein.
Die Breite des diffusiblen Films (Maß in Querrichtung zur Längsrichtung) beträgt gewöhnlich 1 bis 35 mm, vorzugsweise 2 bis 30 mm, besonders bevorzugt 3 bis 20 mm, obwohl sie vom Durchmesser des Stabteils abhängt, mit dem der diffusible Film zu verbinden ist.
Vorzugsweise ist der diffusible Film in Längsrichtung des Stabteils angeordnet und hat vorzugsweise die Form von einem oder mindestens zwei Streifen. Der diffusible Film kann in Längsrichtung des Stabteils kontinuierlich vorgesehen sein, oder er kann diskontinuierlich vorgesehen sein. Ist der diffusible Film diskontinuierlich vorgesehen, können sich die Maße der so aufgeteilten diffusiblen Filme in Längsrichtung voneinander unterscheiden. Allerdings ist die bevorzugte Anordnung der diffusiblen Filme eine sogenannte gleichmäßig beabstandete strichcodeartige Anordnung gemäß der nachfolgenden Beschreibung. Mehrere diffusible Filme, die etwa das gleiche Maß in Längsrichtung haben und in Breitenrichtung lang sind, vorzugsweise zahlreiche diffusible Filme in feinen Streifen, werden in etwa gleichen Abständen angeordnet. Dadurch kann die Haftung der diffusiblen Filme (feinen Streifen) leicht gewahrt bleiben, wenn das Stabteil durchgebogen wird. Solche strichcodeartigen diffusiblen Filme können vorgesehen werden, indem sie direkt auf die Oberfläche des Stabteils aufgedruckt werden. Ähnliche Effekte lassen sich durch diffusible Filme erzielen, die durch Aufdrucken in Punktform gebildet sind.
Sind die Abschirmeigenschaften des diffusiblen Films selbst relativ schlecht, nimmt die Lichtmenge ab, die zur lichtabstrahlenden Oberfläche diffus reflektiert wird, die auf dem Außenumfang des Stabteils liegt. In einem solchen Fall kann ein reflektierender Film auf die Oberfläche des diffusiblen Films aufgetragen sein, d. h. auf die Oberfläche entgegengesetzt zu der, die eng mit dem Stabteil verbunden ist, um den Rückgang der Beleuchtungsstärke zu verhindern. Opake weiße Filme, abgeschiedene Metallfilme, Metallfolie, mehrfach reflektierende Materialien u. ä. können als reflektierende Filme genutzt werden. Das diffuse Reflexionsvermögen kann auch durch Oberflächenaufrauhen der Oberfläche des reflektierenden Films erhöht werden, die mit dem diffusiblen Film in Berührung steht. Außerdem hat der reflektierende Film vorzugsweise ausreichende Flexibilität, so daß er auch als flexibler Untergrund fungieren kann.
Weiterhin kann der diffusible Film verschiedene Zusatzstoffe neben den o. g. Materialien beinhalten, solange die Wirkung der Erfindung nicht beeinträchtigt ist. Beispiele für geeignete Zusatzstoffe sind UV-Absorber, Wärmestabilisatoren, oberflächenaktive Mittel, Weichmacher, Antioxidationsmittel, Schimmelfestausrüstungsmittel, Färbemittel, Leuchtstoffe, Tackifier u. ä. Fluoreszenzfarbstoffe und -pigmente können als Färbemittel zusätzlich zu herkömmlichen Pigmenten und Farbstoffen verwendet werden.
III. Mantelschicht
Der Leuchtstab der Erfindung kann eine Mantelschicht haben, die das Stabteil und den diffusiblen Film abdeckt, mit dem sein Außenumfang beschichtet ist, was im technischen Bereich herkömmlich geschieht. Die Mantelschicht schützt wirksam die Oberfläche des Stabteils und des diffusiblen Films vor Verunreinigung usw. und verhindert ihre Beschädigung. Obwohl Stoffe, die zum Bilden der Mantelschicht geeignet sind, keiner spezifischen Beschränkung unterliegen, sind Beispiele dafür Ethylen-Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid, Trifluorethylen-Vinylidenfluorid, Polymethylpenten, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer u. ä. Obwohl ferner die Dicke der Man telschicht stark variiert werden kann, beträgt die Dicke normalerweise 1 bis 2000 μm.
IV. Anwendung des Leuchtstabs
Der Leuchtstab der Erfindung kann als Linearleuchte in verschiedenen Gebieten vorteilhaft genutzt werden. Zum Beispiel wird der Leuchtstab der Erfindung in Kombination mit einer Lichtquelle als Leuchte gemäß der nachfolgenden Beschreibung verwendet.
Der Leuchtstab wird an einer Stelle eingebaut, wo eine Leuchte einzubauen ist, und eine Lichtquelle wird so angeordnet, daß Licht auf mindestens ein Ende von ihm in Längsrichtung fällt und in den Stab eintritt. Vergleicht man also die Leuchte mit einer herkömmlichen Leuchtstofflampe, ist der Leuchtstab an der Stelle angeordnet, wo die Leuchtstoffröhre anzuordnen ist. Beim Anordnungsverfahren unter Nutzung der Merkmale der Erfindung ist bevorzugt, den Leuchtstab entlang der Einbauebene, z. B. einer Wand mit einer gekrümmten Oberfläche, anzuordnen oder den Stab fest einzubauen, während er in Längsrichtung gebogen ist. Außerdem kann der Leuchtstab gehandhabt werden, indem man ihn durchbiegt, wenn er in Teilstücke aufzuteilen ist, um eine gewünschte Länge zu haben, oder wenn er an einer gewünschten Stelle anzuordnen ist, was seinen Handhabungsvorgang verbessert.
Eine Lampe mit hoher Leuchtdichte, z. B. eine Xenonlampe, eine Halogenlampe und eine Blitzlampe, kann vorteilhaft als Lichtquelle verwendet werden. Gewöhnlich beträgt der Stromverbrauch dieser Lampen 10 bis 500 W. Licht von einer Lichtquelle kann auf das Stabteil fallen, indem z. B. ein Ende des Stabteils, das sich so erstreckt, daß seine Länge länger als die eigentlich zur Beleuchtung verwendete ist, an einer Stelle nahe der Lichtquelle angeordnet wird. In diesem Fall ist zur effektiven Ausnutzung von Licht von der Lichtquelle bevorzugt, die Lichtquelle in einem geeigneten Gehäuse anzuordnen und ein reflektierendes Teil für die Lichtquelle vorzusehen.
Ferner können auch zwei Lichtquellen so zum Einsatz kommen, daß Licht auf beide Enden des Stabteils fallen kann. In einem weiteren Verfahren wird Licht, das von einem Ende des Stabteils durchgeleitet wird und sein anderes Ende erreicht, durch ein am anderen Ende angeordnetes reflektierendes Teil reflektiert, wodurch die Stärke der Beleuchtung von der lichtabstrahlenden Oberfläche wirksam erhöht werden kann. In diesem Fall kann die Reflexion am reflektierenden Teil spiegelnde Reflexion oder diffuse Reflexion sein.
Zusätzlich kann eine Punktbeleuchtung, d. h. Abwärtsbeleuchtung, an mehreren Stellen erfolgen, indem ein Leuchtstab wie nachfolgend beschrieben verwendet wird. Das heißt, ein sich längs erstreckender Leuchtstab wird entlang einer Vorder- oder Rückseite der Decke angeordnet, und im Leuchtstab ist ein diffusibler Film auf ein Stabteil in den Abschnitten teilweise aufgetragen, in denen Licht zur Punktbeleuchtung abgestrahlt werden sollte. Ist der Leuchtstab auf einer Rückseite der Decke angeordnet, ist eine Öffnung zur Beleuchtung in der Decke vorgesehen. Sind z. B. Öffnungen zur Punktbeleuchtung in einem Abstand von etwa 2 m in ein und derselben Richtung in der Decke angeordnet, ist das Stabelement in dieser Richtung auf der Rückseite der Decke kontinuierlich angeordnet, und die diffusiblen Filme mit einer vorbestimmten Länge sind diskontinuierlich in einem Abstand von etwa 2 m auf das Stabelement in seiner Längsrichtung aufgetragen. Da in diesem Fall im wesentlichen kein Licht in den Flächen des Stabteils ohne diffusiblen Film abgestrahlt wird, kann ein Verlust des Lichtdurchgangs in Längsrichtung des Stabteils verhindert werden, wodurch die Punktbeleuchtung wirksam nur in den Bereichen erreicht werden kann, die den diffusiblen Film des Stabteils haben. Die Länge der diffusiblen Filme (ihre Größe in Längsrichtung des Stabteils) kann je nach Beleuchtungsfläche variiert werden, liegt aber allgemein im Bereich von 5 bis 50 cm. Ferner können bei Bedarf zwei oder mehr Leuchtstäbe parallel angeordnet sein.
Beim Gebrauch des Leuchtstabs ist bevorzugt, den Außenumfang des Leuchtstabs mit einer Mantelschicht abzudecken, die Fluorpolymer usw. gemäß der vorstehenden Beschreibung enthält, und das Stabteil mit einem Schutzmaterial abzudecken, z. B. einer Metallhülle mit einer Öffnung an der Stelle, die der lichtabstrahlenden Oberfläche entspricht. Außer dem kann eine Leuchte unter Verwendung des Leuchtstabs in Kombination mit solchen Teilen wie einem Reflektor und einer Lichtabschirmplatte gebildet sein, die in einer herkömmlichen Leuchtstofflampe zum Einsatz kommen.
Da bei Leuchtanregung durch Vakuumentladung, z. B. durch eine Leuchtstoffröhre, eine relativ große Wärmemenge erzeugt wird, eignet sich die Leuchtanregung nicht für Leuchten, die in Kühlräumen verwendet werden, z. B. in Kühl- und Tiefkühlregalen. Der Leuchtstab der Erfindung kann ein solches Problem der Wärmeerzeugung lösen und kann als Kaltbeleuchtung verwendet werden. Das heißt, die Lichtquelle, die in der Tendenz eine relativ hohe Temperatur hat, ist außerhalb des Kühlbereichs des Kühlraums angeordnet, und lediglich der Leuchtstab ist im Kühlbereich angeordnet.
Dient andererseits der Leuchtstab der Erfindung als Leuchte im Außenbereich, z. B. als Lampe für Werbezwecke, besteht keine Gefahr seiner Beschädigung durch Wettereinflüsse oder Kollision mit herumfliegenden Gegenständen. Zudem kann der Leuchtstab vorteilhaft zur Darstellung von Buchstaben, Zeichen usw., wie unten beschrieben, verwendet werden. Das heißt, eine Darstellung mit einer Kurve kann erzeugt werden, indem nur ein Leuchtstab der Erfindung verwendet wird, wogegen die Darstellung mit nur einer Leuchtstoffröhre schwierig zu bewerkstelligen ist.
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher veranschaulicht.
Beispiel 1
Zum Herstellen eines Anstrichstoffs zwecks Bildung eines diffusiblen Films wurde eine Mischung aus den folgenden Komponenten (a), (b) und (c):

(a) Monomerkomponenten mit 65 Gewichtsteilen 2-Ethylhexylacrylat (2EHA), 30 Gewichtsteilen Phenoxyethylacrylat (PEA) und 5 Gewichtsteilen Acrylsäure (AA),
(b) 0,1 Gewichtsteil Photopolymerisationsinitiator (Handelsname Irgacure 1700, hergestellt von Ciba Geigy) und
(c) 50 Gewichtsteilen Titanoxidpulver (Artikel-Nr. A-100, hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.) in ein Gefäß gegeben und etwa 3 Minuten geschüttelt, um Titanoxid (lichtdiffusible reflektierende Teilchen) in den Monomerkomponenten zu dispergieren. Außerdem hatte das hier verwendete Titanoxid eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,15 bis 0,25 μm und eine Brechzahl von 2,6.

Der so hergestellt Anstrichstoff wurde zwischen zwei mit Silikon behandelten PET-Trennfilmen gehalten, wobei die behandelten Oberflächen mit dem Anstrichstoff in Kontakt standen, und ein Beschichtungsfilm wurde in gleichmäßiger Dicke mit einer Rakelstreichmaschine gebildet. Nach Bildung des Beschichtungsfilms wurden die Monomerkomponenten durch Bestrahlen mit UV-Strahlen so polymerisiert, daß der Beschichtungsfilm gehärtet wurde. Dadurch wurde ein Klebefilm zum Bilden eines diffusiblen Films vom Transfertyp hergestellt. Die Bestrahlung mit UV-Strahlen erfolgte durch eine Bestrahlungsvorrichtung "High Voltage Mercury Lamp UV-Ray Irradiating Apparatus" (Handelsname, hergestellt von Ushio Inc.), während die Stärke auf 1,035 mJ/cm² in der Messung mit einem integrierenden Meßgerät für die Bestrahlungsmenge durch UV-Strahlen (Artikel-Nr. ORC UV-350, hergestellt von ORC Saisakusho K. K.) mit einer maximalen Wellenlängenempfindlichkeit von 350 nm gehalten wurde. Der PET-Film hatte eine Dicke von etwa 50 μm, und der Beschichtungsfilm (transferfähiger Klebefilm) hatte nach dem Härten eine Dicke von 30 μm. Das Gewichtsverhältnis der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen (D) zum lichtdurchlässigen Polymer (P) (D : P) betrug 100 : 200. Das lichtdurchlässige Polymer (das auch ein Klebepolymer ist), das aus dem Polymer der o. g. Monomerkomponenten hergestellt ist, hatte eine Brechzahl von 1,49 und einen Speichermodul von 7,00 × 10⁵ Dyn/cm².
Im folgenden werden Verfahren zur Messung der Brechzahl und des Speichermoduls von Polymeren veranschaulicht, z. B. lichtdurchlässigen Polymeren, Klebepolymeren, dispergierbaren Polymeren und lichtdurchlässigen Klebern. Die Messung der Brechzahl eines Polymers erfolgte bei 25°C an der Na-D-Linie (mit Wellenlänge von 589 nm) mit Hilfe eines Abbe-Refraktometers. Messungen von Speichermodulen (Scherspeichermodulen) im Drehmodus erfolgten bei 25°C mit einer Frequenz von 1 rad/s an zylinderförmigen Polymerproben mit jeweils 7,9 mm Durchmesser und 3 bis 5 mm Höhe mit Hilfe einer Vorrichtung zur Messung des dynamischen Viskoelastizitätsmoduls (Viskoelastizitätsspektrometer) (Artikel-Nr. RDA-II, hergestellt von Rheometrics).
Der wie oben gebildete Klebefilm vom Transfertyp wurde so geschnitten, daß er ein Band mit 4 mm Breite ergab. Eine Seite des PET-Films wurde abgezogen, und der übrige Klebefilm wurde auf den Außenumfang eines Stabteils mit einer Länge von 1 m in Längsrichtung aufgetragen. Der Klebefilm wurde darauf kontaktgeklebt, indem von der Rückseite des verbleibenden anderen PET-Films aus Preßdruck ausgeübt wurde. Danach wurde der PET-Film abgezogen und der Klebefilm transferiert. Dadurch erhielt man einen Leuchtstab mit einem diffusiblen Film, der fest mit dem Außenumfang des Stabteils verbunden war. Außerdem wurden eine Schutzhülle und eine Mantelschicht von einer optischen Faser (Artikel-Nr. EL-500, hergestellt von Lumenyte) mit einem Durchmesser von 12 mm entfernt, um einen Kernabschnitt zu erhalten. Der Kernabschnitt wurde als Stabteil verwendet. Der Kern war aus einem relativ flexiblen Acrylpolymer hergestellt und hatte einen Speichermodul von 3,94 × 10⁷ Dyn/cm² sowie eine Brechzahl von 1,49.
Am Leuchtstab wurden die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films wie folgt bewertet: Der Stab wurde mit den Händen wiederholt in seiner Mitte gebogen, um zehnmal einen Winkel von etwa 90° zu bilden, und mit gut bewertet, wenn keine Ablösung oder Rißbildung auf dem diffusiblen Film beobachtet wurde, oder mit nicht gut bewertet, wenn Ablösung oder Rißbildung darauf beobachtet wurde. Die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films in diesem Beispiel wurden beide mit gut bewertet.
Ferner wurde der so hergestellte Leuchtstab mit einem Schlauch aus wärmeschrumpffähigem Polytetrafluorethylen-Hexafluorpropylen (FEP) bedeckt (Handelsname FEP-120, hergestellt von Flon Kogyo K. K.) , um einen Leuchtstab vom Typ mit Mantelabdeckung gemäß 1 und 2 zu ergeben. 1 zeigt eine Schnittansicht in Längsrichtung (an der Linie I-I von 2) des so hergestellten Leuchtstabs, während 2 zur Veranschaulichung auch den lichtdiffusiblen reflektierenden Film (diffusiblen Film) 2 in Streifenform zeigt, der auf dem Außenumfang des Stabteils 1 gebildet ist. Wie aus 1 und 2, die ein Querschnitt an der Linie II-II in 1 ist, hervorgeht, hat der Leuchtstab 10 eine Mantelschicht 3 als Abdeckung des Stabteils 1. Gemäß 1 fällt Licht aus einer Lichtquelle (nicht gezeigt) gemäß Pfeilen A auf ein Ende des Leuchtstabs 10 und wird im Stabteil 1 durchgeleitet. Außerdem wird gemäß einem Pfeil L in 2 das Licht aus dem Stabteil 1 durch die Lichtdiffusion und Reflexion des diffusiblen Films 2 nach außen abgestrahlt, der mit dem Außenumfang des Stabteils 1 fest verbunden ist. Der Oberflächenabschnitt des Außenumfangs des Stabteils 1, der Licht wie oben beschrieben abstrahlt, wird als lichtabstrahlende Oberfläche in der Beschreibung der Erfindung bezeichnet.
Am so hergestellten Leuchtstab vom Typ mit Mantelabdeckung wurde die Beleuchtungsstärke durch ein in 3 dargestelltes Verfahren gemessen. Gemäß 3 waren Lichtquellen (nicht gezeigt) so angeordnet, daß Licht A und Licht B auf beide Enden des Leuchtstabs 10 fiel und in sein Inneres eintrat, um eine Leuchte zu ergeben. Als Lichtquellen dienten zwei Lichtquelleneinheiten mit jeweils einer Halogenlampe (30 W) mit eingebautem Reflexionsspiegel (Artikel-Nr. JCR-30W, hergestellt von Iwasaki Electric Co., Ltd.). Die Lichtquellen waren so angeordnet, daß die Stabenden an jeweiligen Brennpunkten der Lichtquellen lagen.
Zunächst wurde die Beleuchtungsstärke am Punkt 0 in einem Abstand von 1 m direkt unter dem Mittelteil des Stabs (0-Punkt-Beleuchtungsstärke) mit einem Beleuchtungsstärkemesser (Artikel-Nr. T-1H, hergestellt von Minolta Co., Ltd.) gemessen. Die Beleuchtungsstärke betrug 148 [lx]. Die Verteilung der Beleuchtungsstärke wurde gemessen, indem Beleuchtungsstärken an vorbestimmten Punkten in der den 0-Punkt aufweisenden Horizontalebene gemessen wurden. Die Beleuchtungsstärken an Punkten in 10, 20, 30, 40, 50 und 60 cm Abstand vom 0-Punkt in Längsrichtung des Stabs betrugen 146, 143, 136, 134, 113 bzw. 109 [lx] (wobei Beleuchtungsstärken gemittelt wurden, die am rechten Punkt und am linken Punkt erhalten wur den, die vom 0-Punkt gleich weit entfernt waren). Außerdem betrugen die Beleuchtungsstärken an Punkten in 10, 20 und 30 cm Abstand vom 0-Punkt in Querrichtung des Stabs 137, 108 bzw. 79 [lx] (wobei Beleuchtungsstärken Bemittelt wurden, die am rechten Punkt und am linken Punkt erhalten wurden, die vom 0-Punkt gleich weit entfernt waren).
Ferner betrug der Mittelwert der Beleuchtungsstärken der folgenden vier Punkte 106 [lx]: zwei Punkt in 50 cm Abstand vom 0-Punkt in Längsrichtung auf der rechten Seite, einer von ihnen in 10 cm Abstand vom 0-Punkt in Querrichtung auf der Vorderseite und der andere in 10 cm Abstand vom 0-Punkt in Querrichtung auf der Rückseite; zwei Punkte in 50 cm Abstand vom 0-Punkt in Längsrichtung auf der linken Seite, einer von ihnen in 10 cm Abstand vom 0-Punkt in Querrichtung auf der Vorderseite und der andere in 10 cm Abstand vom 0-Punkt in Querrichtung auf der Rückseite. Die Ergebnisse zeigen, daß die Beleuchtungsstärke der Leuchte unter Verwendung des Leuchtstabs dieses Beispiels mindestens 100 [lx] auf einer rechtwinkligen Ebene betrug, die durch die o. g. vier Punkte festgelegt ist, und daß die Leuchte daher mit gleichmäßiger und hoher Beleuchtungsstärke beleuchten konnte.
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind solche physikalischen Eigenschaften der Komponenten der Leuchtstäbe zusammengefaßt wie die Bewertungsergebnisse der Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme, die Meßwerte der 0-Punkt-Beleuchtungsstärke und die Breiten der diffusiblen Filme, die Brechzahlen lichtdiffusibler reflektierender Teilchen, die Gewichtsteile lichtdurchlässiger Polymere bezogen auf 100 Gewichtsteile lichtdiffusibler reflektierender Teilchen, die Brechzahlen lichtdurchlässiger Polymere, die Speichermodule lichtdurchlässiger Polymere und die Dicke diffusibler Filme.
Vergleichsbeispiel 1
Der Verfahrensablauf von Beispiel 1 wurde wiederholt. Zum Vergleich diente ein Lichtwellenleiter "Side Light Fiber Optics WN500" (Handelsname, hergestellt von Lumenyte) als Leuchtstab. Die Beleuchtungsstärken am 0-Punkt und an Punkten in 10, 20, 30, 40, 50 und 60 cm Abstand vom 0-Punkt in Längsrichtung des Stabs betrugen 14, 14, 14, 13, 18, 13 bzw. 11 [lx] (wobei Beleuchtungsstärken gemittelt wurden, die am rechten Punkt und am linken Punkt erhalten wurden, die vom 0-Punkt gleich weit entfernt waren).
Der hierbei verwendete Leuchtstab war aus dem gleichen Stabmaterial (Kern) und dem gleichen Mantelmaterial wie im Beispiel 1 gebildet, und der diffusible reflektierende Film wurde nicht verwendet. Die Beleuchtungsstärke jedes der Punkte, an denen Messungen erfolgten, betrug etwa 1/10 der entsprechenden Beleuchtungsstärke im Beispiel 1.
Beispiel 2
Eine Mischung aus 50 Gewichtsteilen Titanoxid (Artikel-Nr. A-100, hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.), 16,7 Gewichtsteilen (etwa 5 Gewichtsteilen einer Festkomponente) eines dispergierbaren Polymers (Handelsname Vylon UR-8700, eine Lösung mit einer Festkomponentenkonzentration von 30 Gew.-%, hergestellt von Toyobo Co., Ltd.), 22 Gewichtsteilen Methylethylketon und 22 Gewichtsteilen Toluol wurde mit einer Schüttelvorrichtung für Anstrichstoffe etwa 3 Stunden unter Verwendung von Zirkondioxidperlen als Dispergiermedium geschüttelt, um Titanoxid (lichtdiffusible reflektierende Teilchen) im dispergierbaren Polymer zu dispergieren. Dadurch wurde eine Vordispersion A hergestellt. Ferner hatte das dispergierbare Polymer eine Brechzahl von 1,51 und einen Speichermodul von 1,50 × 10⁷ Dyn/cm².
Anschließend wurden 4,7 Gewichtsteile der Vordispersion A und 10 Gewichtsteile eines Haftklebers (Artikel-Nr. M-300, hergestellt von Toa Gosei Co., Ltd.) gemischt, um einen Anstrichstoff zur Bildung eines diffusiblen Films zu ergeben. Der Haftkleber enthielt 42 Gew.-% eines Acrylklebepolymers (als Festkomponentenkonzentration), und das Acrylklebepolymer hatte eine Brechzahl von 1,47 sowie einen Speichermodul von 5,48 × 10⁵ Dyn/cm². Das Gewichtsverhältnis der diffusiblen reflektierenden Teilchen (D) zum lichtdurchlässigen Polymer (P = dispergierbares Polymer + Klebepolymer) (D : P) des Anstrichstoffs betrug 100 : 210.
Die behandelte Oberfläche eines mit Silikon behandelten PET-Trennfilms wurde mit dem Anstrichstoff durch eine Rakelstreichmaschine beschichtet, und der Beschichtungsfilm wurde 60 Minuten in einem Ofen bei 65°C getrocknet, um einen Klebefilm zur Bildung eines diffusiblen Films vom Transfertyp zu bilden.
Mit dem so erhaltenen Klebefilm vom Transfertyp wurden zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wie im Beispiel 1 hergestellt. An beiden Arten der Leuchtstäbe wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 listet die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Beispiele 3 bis 5
Ein Klebefilm zur Bildung eines diffusiblen Films vom Transfertyp wurde wie im Beispiel 2 mit der Ausnahme erzeugt, daß die Vordispersion A in einer erhöhten Menge von 9,3 Gewichtsteilen verwendet wurde. Danach wurden Klebefilme in Bandform mit einer Schnittbreite von 2 mm (Beispiel 3), 4 mm (Beispiel 4) oder 6 mm (Beispiel 5) hergestellt. Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 1 gefertigt. Bewertungen der Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme und Messungen der Beleuchtungsstärke wurden an den Leuchtstäben wie im Beispiel 1 durchgeführt. Die nachfolgende Tabelle 1 führt die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Beispiel 6
Ein Klebefilm zur Bildung eines diffusiblen Films vom Transfertyp wurde wie im Beispiel 2 mit der Ausnahme gebildet, daß ein wie nachfolgend beschrieben hergestellter Anstrichstoff zum Einsatz kam und daß der Beschichtungsfilm bei 100°C getrocknet wurde. Die Herstellung des Anstrichstoffs erfolgte aus 5,3 Gewichtsteilen eines Emulsionsacrylpolymers [ein Haftkleber (Artikel-Nr. AE943, hergestellt von Nippon Latex Kako K. K.), wobei eine Emulsion mit einer Festkomponentenkonzentration von 53 Gew.-% in einer Menge von 10 Gewichtsteilen verwendet wird] als lichtdurchlässiges Polymer und 0,28 Gewichtsteilen Hohlteilchen aus Acryl-Styrol-Copolymer [Polymerhohlkügelchen (Handelsname Ropaque OP-62, hergestellt von Rohm and Haas)], wobei eine Emulsion mit einer Festkomponentenkonzentration von 37,5 Gew.-% in einer Menge von 0,75 Gewichtsteilen verwendet wird] als lichtdiffusible reflektierende Teilchen. Nach Trocknen hatte der Klebefilm eine Dicke von 70 μm. Das Emulsionsacrylpolymer hatte eine Brechzahl von 1,47 und einen Speichermodul von 1,37 × 10⁶ Dyn/cm². Die Copolymerhohlteilchen hatten einen Außendurchmesser von 0,4 μm, einen Innendurchmesser von 0,3 μm und Brechzahlen von 1,5 (Schalenmaterial) und 1,0 (Innenpore (Luft)).
Mit dem so erhaltenen Klebefilm vom Transfertyp wurden zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wie im Beispiel 1 hergestellt. An beiden Arten der Leuchtstäbe wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 führt die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Beispiel 7
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß 0,05 Gewichtsteile 1,4-Butandioldiacrylat (BDA) als Vernetzungsmittel dem in Beispiel 1 gebildeten Anstrichstoff zur Bildung eines diffusiblen Films zugegeben wurden. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität des diffusiblen Films bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 führt die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Beispiel 8
In diesem Beispiel erfolgte die Herstellung eines Leuchtstabs mit einem Stabteil und einem diffusiblen Film, der durch enges Verbinden eines Beschichtungsfilms mit einem lichtdurchlässigen Polymer und darin dispergierten lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen mit dem Außenumfang des Stabteils über einen dazwischenliegenden lichtdurchlässigen Kleber gebildet war, gemäß der nachfolgenden Beschreibung.
Eine Vordispersion B wurde wie bei der Herstellung der Vordispersion A im Beispiel 2 mit der Ausnahme hergestellt, daß Titanoxidpulver (Artikel-Nr. CR-90, hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.) als Titanoxid verwendet wurde. Das Titanoxid (CR-90) hatte eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,20 bis 0,35 μm und eine Brechzahl von 2,6.
Anschließend wurde die behandelte Oberfläche eines mit Silikon behandelten PET-Trennfilms mit einer Dicke von 50 μm mit der Vordispersion B mit Hilfe einer Rakelstreichmaschine beschichtet, und der Beschichtungsfilm wurde 10 Minuten in einem Ofen bei 65°C getrocknet. Der Beschichtungsfilm hatte eine Dicke von etwa 10 μm. Das Gewichtsverhältnis der lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen (D) zum lichtdurchlässigen Polymer (P) (D : P) betrug 100 : 1. Der getrocknete Beschichtungsfilm wurde mit dem in Beispiel 2 verwendeten Haftkleber (Artikel-Nr. M-300, hergestellt von Toa Gosei Co., Ltd.) beschichtet und 10 Minuten in einem Ofen bei 65°C getrocknet, um eine lichtdurchlässige Klebeschicht mit einer Dicke von 15 μm zu bilden. Erhalten wurde ein Klebefilm zur Bildung eines diffusiblen Films vom Transfertyp mit zwei Schichten (eine Schicht, die lichtdiffusible reflektierende Teilchen enthält, und eine Schicht aus lichtdurchlässigem Kleber).
Mit dem so gewonnenen Klebefilm vom Transfertyp wurden zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wie im Beispiel 1 hergestellt. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 listet die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Beispiel 9
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 8 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Dicke der Schicht, die lichtdiffusible reflektierende Teilchen enthielt, auf 20 μm geändert wurde. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die folgende Tabelle 1 enthält die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften.
Beispiel 10
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 8 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Schicht, die lichtdiffusible reflektierende Teilchen enthielt, aus einem Anstrichstoff gebildet wurde, dessen Herstellung aus 5,3 Gewichtsteilen eines Emulsionsacrylpolymers [Haftkleber (Artikel-Nr. AE943, hergestellt von Nippon Latex Kako K. K.) als lichtdurchlässiges Polymer und 5,3 Gewichtsteilen Hohlteilchen aus Acryl-Styrol-Copolymer [Polymerhohlkügelchen (Handelsname Ropaque OP-62, hergestellt von Rohm and Haas)] als lichtdiffusible reflektierende Teilchen erfolgte. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 listet die dadurch erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Beispiel 11
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 10 mit der Ausnahme gefertigt, daß der lichtdurchlässige Kleber durch UV-Strahlungspolymerisieren einer Monomermischung aus Monomerkomponenten hergestellt wurde, die aus 60 Gewichtsteilen 2EHA, 40 Gewichtsteilen PEA und 0,1 Gewichtsteil BDA sowie 0,2 Gewichtsteilen eines Photopolymerisationsinitiators (Handelsname Darocure 1173, hergestellt von Ciba Geigy) bestanden. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 listet die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf. Außerdem erfolgte die Polymerisation mit UV-Strahlen auf die gleiche Weise wie bei der Bildung des Klebefilms vom Transfertyp in Beispiel 1.
Beispiel 12
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 11 mit der Ausnahme hergestellt, daß der lichtdurchlässige Kleber durch UV-Strahlungspolymerisieren einer Monomermischung aus 100 Gewichtsteilen Trifluorethylacrylat (Handelsname Viscoat 3F, hergestellt von Osaka Organic Chemical Industry Ltd.) und 0,2 Gewichtsteilen eines Photopolymerisationsinitiators (Handelsname Darocure 1173, hergestellt von Ciba Geigy) hergestellt wurde. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexi bilität der diffusiblen Filme bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 listet die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Beispiel 13
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 8 mit der Ausnahme erzeugt, daß die Schicht, die lichtdiffusible reflektierende Teilchen enthielt, aus einer Mischung aus 4,4 Gewichtsteilen Vordispersion A und einer Lösung gebildet wurde, die erhalten wurde durch Lösen von 1 Gewichtsteil eines Fluorelastomers [(Artikel-Nr. THV 200P, hergestellt von Sumitomo 3M Ltd.) mit einer Brechzahl von 1,36 und einem Speichermodul von 1,73 × 10⁸ Dyn/cm²] als eines von lichtdurchlässigen Polymeren in 4 Gewichtsteilen Methylethylketon. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 führt die dadurch erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Beispiel 14
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 8 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Schicht, die lichtdiffusible reflektierende Teilchen enthielt, hergestellt wurde durch Beschichten mit einer Dispersion mit 100 Gewichtsteilen Siliciumdioxidteilchen als lichtdiffusible reflektierende Teilchen und 100 Gewichtsteilen PEA als Monomerkomponente, um nach Polymerisation zu einem lichtdurchlässigen Polymer zu werden, und UV-Härten. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 listet die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf. Zudem wurde das UV-Härten wie bei der Bildung des Klebefilms vom Transfertyp in Beispiel 1 durchgeführt. Die Herstellung der Siliciumdioxidteilchen erfolgte durch Trocknen von Kieselsol (Artikel-Nr. 5, hergestellt von Nissan Chemical Industries Ltd.), und Mahlen des getrockneten Produkts mit einem Achatmörser. Die Siliciumdioxidteilchen hatten eine Teilchengröße von etwa 1 μm und eine Brechzahl von 1,46.
Beispiel 15
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß der diffusible Film durch Direktbeschichten des Außenumfangs eines Stabteils mit der Vordispersion B, um eine 4 mm breite Auftragsschicht zu bilden, und Trocknen der Auftragsschicht bei Raumtemperatur gebildet wurde. An den Leuchtstäben wurden wie im Beispiel 1 die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme bewertet und die Beleuchtungsstärke gemessen. Die nachfolgende Tabelle 1 listet die so erhaltenen Ergebnisse und die physikalischen Eigenschaften auf.
Vergleichsbeispiel 2
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 15 mit der Ausnahme gebildet, daß zum Vergleich der Anstrichstoff durch Mischen von 11 Gewichtsteilen der o. g. Vordispersion B und 5 Gewichtsteilen eines Polystyrols (hergestellt von Aldrich, Molekulargewicht 45,00, Brechzahl 1,58, Speichermodul 1 × 10¹⁰ Dyn/cm²) hergestellt wurde. Das lichtdurchlässige Polymer (dispergierbares Polymer + Polystyrol) hatte eine Brechzahl von 1,58, einen Speichermodul von 1 × 10¹⁰ Dyn/cm² und eine Filmdicke von 50 μm.
Obwohl die Beleuchtungsstärke in den Leuchtstäben im Vergleichsbeispiel 2 ausreichend war (0-Punkt-Beleuchtungsstärke = 122), wurden die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme mit nicht gut bewertet.
Vergleichsbeispiel 3
Zwei Arten von Leuchtstäben (mit oder ohne FEP-Mantelabdeckung) wurden wie im Beispiel 8 mit der Ausnahme hergestellt, daß zum Vergleich die Schicht, die lichtdiffusible reflektierende Teilchen enthielt, aus dem im Vergleichsbeispiel 2 verwendeten Anstrichstoff gebildet wurde. Obwohl die Beleuchtungsstärke in den Leuchtstäben im Vergleichsbeispiel 3 ausreichend war (0-Punkt-Beleuchtungsstärke = 102), wurden die Haftung und Flexibilität der diffusiblen Filme als nicht gut bewertet.
Wirkung der Erfindung
Die Erfindung kann nicht nur einen Leuchtstab bereitstellen, der insbesondere als Linearleuchte vorteilhaft verwendet werden kann, sondern auch die Haftung und Flexibilität eines diffusen Films verbessern, der auf dem Außenumfang des Stabteils vorgesehen ist. Dadurch ermöglicht die Erfindung die Handhabung des Stabs, während der Stab durchbogen ist, oder den Festeinbau des Stabs, während der Stab gebogen ist. Da ferner der Leuchtstab der Erfindung genutzt werden kann, während seine Lichtquelle getrennt ausgebildet ist, kann er als Beleuchtung mit kaltem Licht verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung und zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leuchtstabs.
2 ist eine Querschnittansicht an der Linie II-II des Leuchtstabs in 1.
3 ist eine Schnittansicht und veranschaulicht die Messung der Beleuchtungsstärke.
BESCHREIBUNG DER BEZUGSZAHLEN
1 – Stabteil
2 – lichtdiffusibler reflektierender Film (diffusibler Film)
3 – Mantelschicht
10 – Leuchtstab

Claims

Leuchtstab (10) mit (a) einem Stabteil (1), das aus einem lichtleitenden Kunststoffmaterial gebildet ist, und (b) einen lichtdiffusiblen reflektierenden Film (2), der mit einem Teil des Außenumfangs des Stabteils in dessen Längsrichtung fest verbunden ist und der (i) ein lichtdurchlässiges Polymer und (ii) im Polymer dispergierte lichtdiffusible Teilchen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabteil flexibel ist und das lichtdurchlässige Polymer des lichtdiffusiblen reflektierenden Films einen Speichermodul von 1,0 × 10⁴ bis 1,0 × 10⁸ Dyn/cm² in der Messung durch ein Viskoelastizitätsspektrometer hat.
Leuchtstab (10) nach Anspruch 1, wobei das lichtdurchlässige Polymer 10 bis 100 Gew.-% eines Klebepolymers bezogen auf die Gesamtmenge des lichtdurchlässigen Polymers enthält.
Leuchtstab (10) nach Anspruch 2, wobei das lichtdurchlässige Polymer neben dem Klebepolymer 2 bis 90 Gew.-% eines dispergierbaren Polymers mit hydrophilen Funktionsgruppen im Molekül bezogen auf die Gesamtmenge des lichtdurchlässigen Polymers enthält und die lichtdiffusiblen reflektierenden Teilchen 10 bis 100 Gew.-% eines anorganischen Pulvers bezogen auf die Gesamtmenge der lichtdiffusiblen anorganischen Teilchen enthalten.
Verwendung des Leuchtstabs (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Licht, das auf ein Ende des Stabteils (1) fallen kann, zu seinem anderen Ende durchgeleitet wird und ein Teil des durchgeleiteten Lichts von seinem Außenumfang, der entgegengesetzt zur Verbin dungsfläche des lichtdiffusiblen reflektierenden Films (2) liegt, der mit seinem Außenumfang fest verbunden ist, durch die Wirkung des lichtdiffusiblen reflektierenden Films (2) nach außen abgestrahlt wird.