照明器具反射部材 - 特開２００２－８４２０

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【発明の名称】	照明器具反射部材
【発明者】	【氏名】石谷清
【要約】	【課題】合成樹脂よりなる高光反射性且つ高光散乱性の照明器具反射部材を提供することを目的とする。【解決手段】照明器具反射部材であって、ルチル型酸化チタン粉末を１～１０重量％の割合で均一に分散して含有する樹脂よりなる成形体であって、該樹脂がポリオレフィン系又はポリエステル系であり、光源からの光を受ける領域において該光を受ける側の表面に、シボ深さについての十点平均値Ｒｚが３５～７０μｍ、且つ局部的山頂の平均間隔Ｓと前記Ｒｚとの関係が、Ｒｚ／Ｓ＝０．０９～０．１５であるシボ加工が施されていることを特徴とする、照明器具反射部材。

【特許請求の範囲】
【請求項１】照明器具反射部材であって、ルチル型酸化チタン粉末を１～１０重量％の割合で均一に分散して含有する樹脂よりなる成形体であって、該樹脂がポリオレフィン系又はポリエステル系であり、光源からの光を受ける領域において該光を受ける側の表面に、シボ深さについての十点平均値Ｒｚが３５～７０μｍ、且つ局部的山頂の平均間隔Ｓと前記Ｒｚとの関係が、Ｒｚ／Ｓ＝０．０９～０．１５であるシボ加工が施されていることを特徴とする、照明器具反射部材。
【請求項２】該光源からの光を受ける領域において０．９ｍｍ以上の肉厚を有することを更に特徴とする、請求項１の照明器具反射部材。
【請求項３】該ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート及びアクリロニトリルブタジエンスチレンよりなる群より選ばれるものであり、該ポリエステル樹脂がポリブチレンテレフタレートである、請求項１又は２の照明器具反射部材。
【請求項４】該樹脂がポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート又はポリブチレンテレフタレートである、請求項１ないし３の何れかの照明器具反射部材。
【請求項５】該樹脂がポリスチレン又はアクリロニトリルブタジエンスチレンであり、ルチル型酸化チタン粉末を３～１０重量％の割合で均一に分散して含有するものである、請求項１ないし３の何れかの照明器具反射部材。
【請求項６】ＪＩＳＤ５７０５に従って測定したとき、該光を受ける側の表面の可視光線反射率が９０％以上であることを更に特徴とする、請求項１ないし５の何れかの照明器具反射部材。
【請求項７】該酸化チタンの平均粒径が０．２１～０．２８μｍの範囲にあることを更に特徴とする、請求項１ないし６の何れかの照明器具反射部材。
【請求項８】請求項１ないし７の何れかの照明器具反射部材を備えたことを特徴とする照明器具。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明器具反射部材に関し、更に詳しくは、優れた可視光線反射率を達成すると同時に、反射光を均一に散乱させることによる柔らかな、優れた風合いを備えた照明器具反射部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】家庭用照明器具や事務所、病院その他一般の施設において通常の照明に用いられる照明器具は、光源から直接光線のみならず反射板等の反射部材に一旦当てて反射させた間接光線を照明に用いることが多い。間接光線の利用は、光源からの直接光線によるぎらつきを抑え、反射部材の広い面から散乱する柔らかな光を提供するのに役立つ。しかしながら、間接光線を用いることによりエネルギー消費効率が低下することは極力防止する必要がある。これらの目的のためには、照明器具用反射部材は高い可視光線反射率を確保すると同時に光の散乱（乱反射）が十分に行われるものであることが望ましい。
【０００３】家庭用や一般施設用の照明器具の反射部材には、従来、高反射率の塗膜を設けた金属板が多く用いられてきた。それら金属板をベースとした従来の反射部材の反射効率は、全光線反射率（すなわち正反射及び乱反射を含む）で最高でも８６％程度に留まっており、多くの反射部材では８３～８４％程度に過ぎない。すなわち、光源から反射部材に照射された可視光線のエネルギーのうち、多くの場合１６～１７％、最低でも１４％程度は吸収されてしまい、照明という本来の目的を果たすことなく熱エネルギーに変わっている。このように従来の照明器具反射部材では、可視光線の吸収率が低く、その分、照明効率が低くなっていた。
【０００４】照明器具において、反射部材の反射率が低い等の原因により消費電力に比して照明効率が低くなる場合には、必然的に高いワット数の光源を使用せざるを得ないこととなる。近年、主として二酸化炭素に起因する地球温暖化に対する対策の一環として、省エネルギーの要請が取り分け高まっている。このため、家庭用や一般施設用の蛍光灯等の照明器具においても、消費電力に対する照明効果の改善が求められている。
【０００５】また金属板をベースとしたそのような従来の反射部材の場合、塗膜よりなる反射面が余り平滑であると、光源からの光の無視できない部分が塗膜表面で正反射することとなる。そのような場合、光源からの光が反射部材全面からあらゆる方向に均一に散乱するようには反射されないため、そのような反射部材では、反射面に光沢が生じたり明るさのムラが見えることとなる。これを改善するために、ベースとする金属板に予めサンドブラスト処理等を施してその表面を粗くした上で塗装を行うという方法が採られている。そのような方法で表面を粗くしたベースを準備しこれに反射性塗料による塗装を施して反射部材を製造するという手順は、材料の準備から製品の完成までの全工程のうちの無視できない部分を占め、現行の照明器具の製造コストに反映している。また、金属板をベースとした反射部材の使用は、合成樹脂を多用した照明器具本体において部品点数の削減に向けての改善の阻害要因ともなっている。このこともまた製造コストの削減を困難にする要因の一つである。
【０００６】また、金属板をベースとした反射部材では、上記のようにベース表面を粗くしても、その上に形成される塗膜のばらつき如何で光反射のされ方が影響を受けるため、塗膜の表面での光の十分な散乱を常に達成して、優れた風合いの反射部材を安定して製造することは必ずしも容易でなかった。また、金属板をベースとした反射部材では、反射部材が重くなりがちであり、照明器具の重量を増す要因となる。これは、より軽く、取り付けに楽な製品がユーザーに好まれるという実状に反するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような背景において、本発明は、合成樹脂よりなる高光反射性且つ高光散乱性の照明器具反射部材を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ルチル型酸化チタンを所定の量均一に混合させた所定樹脂よりなる部材が光源からの光を高い反射率をもって反射させることを見出した。更に、該部材の反射面側に、所定の特徴を有するシボを形成しておくことにより、光の散乱が高まり風合いに優れた反射部材が得られるばかりか、そのようなシボにより、シボのない場合に比して反射率が更に上昇することを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成されたものである。
【０００９】すなわち本発明は、照明器具反射部材であって、ルチル型酸化チタン粉末を１～１０重量％、更に好ましくは３～１０重量の割合で均一に分散して含有する樹脂よりなる成形体であって、該樹脂がポリオレフィン系又はポリエステル系であり、光源からの光を受ける領域において該光を受ける側の表面に、シボ深さについての十点平均値Ｒｚが３５～７０μｍ、且つ局部的山頂の平均間隔Ｓと前記Ｒｚとの関係が、Ｒｚ／Ｓ＝０．０９～０．１５であるシボ加工が施されていることを特徴とする、照明器具反射部材を提供する。
【００１０】上記特徴を有する反射部材は、高い可視光線反射率を有するほか、光を高度に散乱させるため、光源によって均一に明るく照らし出されて柔らかな光を与える、優れた風合いの反射部材を提供する。Ｒｚ及びＲｚ／Ｓが上記範囲を外れると、反射率へのシボの寄与分が小さくなり、シボを設けることによる利益が減少するため好ましくない。
【００１１】上記効果を確実なものとするためには、本発明の反射部材は、光源からの光を受ける領域において０．９ｍｍの以上の肉厚を有することが好ましい。更に好ましくは、肉厚は、１．０ｍｍ以上、なおも更に好ましくは１．５ｍｍ以上である。但し、０．９～１．５ｍｍの厚み範囲内では上記効果に殆ど変化はなく、また、１．５ｍｍを超えて肉厚を増しても効果の更なる増強はない。構造上の強度等の面からも２ｍｍ又は３ｍｍ以内の厚みで通常は十分であり、それを超えて厚みを持たせても部材の重量が増すに過ぎない。従って、肉厚は通常は３ｍｍ以下、又は２ｍｍ以下でよい。なお、「Ｘｍｍ以上の肉厚を有する」とは、光源からの光を受ける領域の肉厚が実質的にＸｍｍ以上であることを意味しており、例えば縁等ごく一部の狭い領域のみに肉厚の薄い領域が存在する場合も含まれる。
【００１２】本発明の照明器具反射部材を製造するのに特に好ましい樹脂の例は、ポリオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート及びアクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリエステル系樹脂としては、ポリブチレンテレフタレートである。これらの樹脂は、種々のタイプのものが商業的に入手できる。なお、照明器具に用いられる反射部材であるため、それらのうち難燃性・帯電防止性を賦与したものを選択するのが好ましい。該樹脂がポリスチレン又はアクリロニトリルブタジエンスチレンである場合、ルチル型酸化チタン粉末の含有割合は３～１０重量％とするのが特に好ましい。
【００１３】更に本発明は、上記の照明器具反射部材であって、ＪＩＳＤ５７０５に従って測定したとき、該光を受ける側の表面の可視光線（４００～７００ｎｍ）の反射率が９０％以上、更に好ましくは９３％以上、なおも更に好ましくは９５％以上であることを特徴とするものをも提供する。
【００１４】本発明において使用される酸化チタンは、平均粒径が０．２１～０．２８μｍの範囲のものであればよく、その表面は例えばアルミニウム、珪素、亜鉛等、酸化チタン粒子の被覆に通常用いられる種々の酸化物で被覆されたものであってよい。
【００１５】本発明の照明器具反射部材を採用することにより、照明器具の部材点数を減少させることが可能となり、各部材の製造から照明器具の完成品に至るまでの製造工程を簡素化して製造コストを低減させることができ、また、照明器具の反射効率が高まることからエネルギー消費効率の改善された照明器具を得ることができる。
【００１６】従って本発明は更に、上記の照明器具反射部材を備えたことを特徴とする照明器具をも提供する。該照明器具は、特に好ましくは、家庭用又は一般施設用の照明器具である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明において、「照明器具反射部材」というときは、照明器具において光源からの光線を反射させる機能を有する種々の部材を広く意味する。すなわち、蛍光ランプ等の光源のすぐ背後に位置した平板状の反射性表面を有する部材を表すのみならず、光源の後方及び／又は側方に配置されて光源からの光線を反射させることにより拡散させる機能を有する種々の形状の部材を含む。従って、「照明器具反射部材」は、例えば、平板状、腕状、傘状、筒状その他種々の形状であってよい。また、光源からの光線を反射させることだけを目的とした部材に限定されず、背面に回路部品を取り付ける基板となる等、他の機能を同時に併せ持った照明器具部品であってもよい。
【００１８】本発明の照明器具反射部材は、チタン粉末を均一に含有させた樹脂を、シボ付の表面を得るに適した通常の方法、例えば射出成形により所望の形状にすることで容易に得られる。照明器具反射部材の形状は、それが使用される照明器具全体のデザインに従って、製造業者が適宜任意に決定する事項である。
【００１９】
【実施例】以下、代表的な実施例を参照して本発明をより具体的に説明するが、本発明がそれらの実施例に限定されることは意図しない。
【００２０】１．酸化チタン含有樹脂板の樹脂板の反射率の検討(1) 材料酸化チタン：石原産業（株）製の平均粒子系０．２５μｍのもの（Ｒ８３０及びＲ９３０）を用いた。Ｒ８３０はアルミニウム、珪素、亜鉛の各酸化物でチタン粒子が被覆されてたものであり、Ｒ９３０はアルミニウム及び亜鉛の各酸化物でチタン粒子が被覆されたものである。粒子における酸化チタンの比率は何れも０．９３である。Ｄ－４７６分類はルチルＩＶである。
【００２１】樹脂：ポリプロピレン（日本ポリケム（株）製ＢＣＯ３ＢＳＷ）、ポリスチレン（電気化学工業（株）製ＨＲＭ－５）、ポリメチルメタクリレート（三菱レイヨン（株）製アクリペットＭＦ）、ポリブチレンテレフタレート（三菱レイヨン（株）製タフペットＮ１３００）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（旭化成（株）製スタイラック）。
【００２２】(2) 樹脂板の製造上記の各樹脂に酸化チタン粉末を１、３、５、７又は１０重量％となるように均一に混合して射出成形し、厚さ１．５ｍｍ及び２ｍｍの樹脂板を製造した。
【００２３】(3) 反射率の測定ＪＩＳＤ５７０５に従って、上記で製造した樹脂板の各々につき、無作為に３枚の試験片を選び、それぞれ可視光線の反射率を測定した。厚み１．５ｍｍの樹脂板で得られた結果を次の表にまとめる。反射率の値は各々３枚の試験片についての測定値の平均である。なお、厚み２．０ｍｍの樹脂板での結果は、厚み１．５ｍｍのものと差がなかったため、省略する。
【００２４】
【表１】

ＰＰ＝ポリプロピレン、ＰＳ＝ポリスチレン、ＰＭＭＡ＝ポリメチルメタクリレート、ＰＢＴ＝ポリブチレンテレフタレート、ＡＢＳ＝アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン【００２５】上記表から明らかなように、酸化チタンを３～１０重量％まで含有する樹脂においては何れも、従来の金属板をベースとした反射部材に比して高い反射率が得られる。またＰＰ、ＰＭＭＡ及びＰＢＴにおいては、酸化チタン１重量％であっても従来の金属板をベースとした反射部材に比して高い反射率が得られる。
【００２６】２．樹脂表面のシボと可視光線反射率の関係の検討片面に各種寸法の梨地シボを設けた透明樹脂板（アクリル樹脂）をアヤマダイ（株）より入手し、シボ面を光源側とし黒の背景のもとで可視光線を照射して反射率を測定した。結果を次の表に示す。表において、シボ面の状態について、Ｒｚ（十点平均値）は、対象とするシボ面に形成されている山の高い方から５番目までの山頂の標高の平均値と、谷の深い方から５番目までの谷底の標高の平均値との差を表す（単位：μｍ）。また、Ｓ（局部山頂の平均間隔）は、シボ面において隣り合う局部山頂の間隔（Ｓｉ）の平均値をいう（単位：μｍ）。
【００２７】
【表２】

【００２８】表から読みとれるように、シボ面の反射率の大きさは、シボの深さＲｚと、Ｒｚ／Ｓ（局部山頂の平均間隔）との双方に関連して変動する。これらシボ面を有する当面樹脂板のうち、Ｎｏ．１１、１３、１４、１５が高い反射率を有している。Ｒｚに注目すると、Ｒｚすなわちシボの深さ（高さ）がある程度以上でないと反射率が低い値となることが分かる。他方、Ｒｚ／Ｓに注目すると、これが余りに大きいと、Ｒｚが十分な値の場合でも反射率は低下してしまうことが分かる（Ｎｏ．１２）。これらのことを総合すると、反射率を高めるのに好ましいのは、Ｒｚが３５～７０μｍ付近であり且つＲｚ／Ｓ＝０．０９～０．１５であるようなシボである。
【００２９】３．酸化チタン含有片面シボ付樹脂板の樹脂板の反射率の検討上記において優れた反射率を与えることが判明したシボのうち、代表としてＮｏ．１３に規定されるシボを片面に設けた酸化チタン含有樹脂板の反射率を検討した。すなわち、上記「１．酸化チタン含有樹脂板の樹脂板の反射率の検討」と同様の材料と手順により、樹脂板を製造した。酸化チタンとしてはＲ９３０を使用し、これを１、３、５、７又は１０重量％となるように均一に混合した樹脂（ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）を用いて、厚さ１．５ｍｍの樹脂板を射出成形により製造した。但しこの際、シボのある金型を用いて、ＡＮ５４Ａのシボを片面に有する樹脂板とした。
【００３０】得られた片面シボ付きの酸化チタン含有樹脂板の樹脂板の反射率をＪＩＳＤ５７０５に従って前記と同様に測定した。この結果を、先に示したシボなしの酸化チタン（Ｒ９３０）含有樹脂板の結果と共に、次の表に示す。
【００３１】
【表３】

【００３２】上記の表より明らかな通り、所定のシボを設けることによって、酸化チタン含有の樹脂板の可視光線反射率を、更に上昇させることができる。
【００３３】４．酸化チタン含有片面シボ付樹脂板の光散乱性能についての検討上記で得られた酸化チタン含有片面シボ付樹脂板につき、そのシボ面を光源側に向けて、光の十分均一な散乱が得られるか否かを、観察者の目によるパネルテストで検討した。すなわち、上記「１．酸化チタン含有樹脂板の樹脂板の反射率の検討」で得られた酸化チタンＲ９３０含有の各樹脂板及び、上記「３．酸化チタン含有片面シボ付樹脂板の樹脂板の反射率の検討」で得られたシボ付きの各樹脂板につき、次の条件で光源からの光をあて、表面の風合いにつき下記の基準で評価した。
【００３４】２０、３０、４０及び５０代の男女各２名の計１６名の被検者を用いてテストを行った。光源としては２７Ｗの蛍光管（ＢＢパラレル管）ＦＭＬ２７を用いた。光源とサンプルとの距離を２０ｍｍとして、光源の１ｍ後方より、各サンプル表面の反射の状況を観察した。評価基準は次の通りとした。
×：散乱が不十分で、樹脂板表面に明るさのムラや光沢が認められる。
△：散乱が不十分で、見る角度によっては樹脂表面に僅かながら明るさのムラや光沢が認められる。
○：散乱が十分で、見る角度を変えても樹脂表面の明るさが均一で光沢が認められない。
個々のサンプルにつき評価結果を集計した。集計においては、×＝０、△＝１、○＝２とし、結果を平均した上で、平均値の小数第１位を四捨五入して整数とし、０は×、１は△、２は○と最終的に評価した。
【００３５】最終の評価結果を次の表に示す。
【表４】

【００３６】上記の表に示すように、所定のシボを設けることによって、可視光線に対する試験片の散乱性能が顕著に高まり、優れた風合いの反射部材が得られることが分かる。

【出願人】	【識別番号】３９４０２００４４【氏名又は名称】日本コルモ株式会社
【出願日】	平成１２年６月２６日（２０００．６．２６）
【代理人】	【識別番号】１００１０４６３９【弁理士】【氏名又は名称】早坂巧
【公開番号】	特開２００２－８４２０（Ｐ２００２－８４２０Ａ）
【公開日】	平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【出願番号】	特願２０００－１９０７５１（Ｐ２０００－１９０７５１）