CN106233166B - 光学部件以及照明罩 - Google Patents
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Abstract
光学部件(60)包括:具有实施了纹理加工的纹理加工面(61a)的透明树脂基材(61)、以及在透明树脂基材(61)的与纹理加工面(61a)相反侧的面(61c)上形成的光扩散层(62)。该光学部件(60)以光扩散层(62)配置在光源部(40)侧的方式被使用。并且,透明树脂基材(61)的纹理加工面(61a)的算术平均粗糙度(Ra1)为1μm以上且7μm以下,光扩散层(62)的算术平均粗糙度(Ra2)为1μm以上且7μm以下,光扩散层(62)的厚度为5μm以上且15μm以下。而且,光扩散层(62)中所含的光扩散粒子(62b)与丙烯酸树脂(62a)的折射率差为0.1以上且0.2以下。
Description
技术领域
本发明涉及同时具有高透光性和高光扩散性的光学部件以及使用该光学部件形成的照明罩。
背景技术
照明设备一般具有覆盖光源部的照明罩。该照明罩通常使用具有透光性以及光扩散性的光学部件而形成。特别地,通过使用具有光扩散性的光学部件而形成照明罩,能够得到具有光扩散性的照明罩。
通过使用这样的具有光扩散性的照明罩,能够使从光源照射的光在照明罩的整个透光面扩散。其结果是,能够使整个透光面的每单位面积的透光量平均化,能够抑制在透光面上产生明暗不均。此外,照明罩还能隐藏光源的影像,提高照明设备的品味。
一般,具有透光性以及光扩散性的光学部件通过形成含白色颜料的树脂片来制造。作为该白色颜料,可以使用氧化硅、硫酸钡、碳酸钙、氧化钛、云母、氧化镁、滑石粉、氢氧化铝、氧化铝等白色无机颜料。并且,通过增大白色无机颜料的添加量,能够赋予光学部件良好的光扩散性。
但是,这些颜料虽具有使光扩散的效果,但存在与添加量成比例地透光性下降的问题。
因此,若想得到具有良好的光扩散性的光学部件,存在透光性下降的问题。另外,由于白色无机颜料的无机粒子使光学部件的表面劣化,因此,有在光学部件的表面发生起垩的可能性。
这样,即使利用现有的方法能够得到具有良好的光扩散性的光学部件,但是,此时,透光性下降,因此难以同时得到高透光性和高光扩散性。因此,将利用现有的方法得到的光学部件适用于照明罩时,为了抑制在透光面上产生明暗不均,不可避免牺牲照明装置的亮度。
此外,近年来,使用了LED光源的照明设备(LED照明)受到关注。这样,通过将LED用于光源,能够实现照明设备的省能量化。
既然LED照明如上所述以省能量化为目的,LED照明用的照明罩就要求具有比现有的荧光灯用的照明罩更高的透光性。因此,为了将照明罩适用于LED照明,需要改善照明罩的透光性。
而且,由于LED光源的指向性强,因此,还需要通过使照明罩具有光扩散性,从而难以识别LED照明的光源为点光源。
因此,以同时实现包含光源影像的隐藏的高光扩散性、和高透光性为目的,提出了一种在透明基材上形成有含粒子及粘合剂的内部散射层与表面形状层的光扩散体(例如参照专利文献1)。
在该专利文献1中,通过使粒子与粘合剂的折射率差为规定值以下,并且使粒子的平均粒径为特定的范围内,能够达到高隐藏性,并能实现光利用效率的提高。
另外,还提出了一种在透明基材的两面上形成有扩散层的光学部件(例如参照专利文献2)。在该专利文献2中,通过规定构成光扩散层的透光性树脂与微粒群的折射率差,并规定光扩散层的表面粗糙度,能够达到高光扩散性,并实现总光线透过率的提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-209658号公報
专利文献2:日本特开2007-272208号公報
发明内容
但是,在专利文献1中,需要在透明基材上层叠内部散射层及表面形状层这样的至少两层层叠体。而且,具有低折射率层时,需要在透明基材上层叠三层层叠体。这样,在专利文献1中记载的技术中,光扩散体的结构变得复杂。
另外,专利文献2中记载的光学部件也由于在基材的两面上各形成有1层扩散层,因此也使光学部件的结构变得复杂。
因此,本发明的目的在于,得到能以更简单的结构赋予光扩散效果以及透光性、提高光利用效率的光学部件以及使用该光学部件而形成的照明罩。
为解决上述课题,本发明的方式的光学部件包括:具有实施了纹理加工的纹理加工面的透明树脂基材、以及形成在所述透明树脂基材的与纹理加工面相反侧的面上、且配置在比所述透明树脂基材更靠近光源部侧的光扩散层。而且,所述透明树脂基材的所述纹理加工面的算术平均粗糙度为1μm以上且7μm以下,所述光扩散层的算术平均粗糙度为1μm以上且7μm以下,厚度为5μm以上且15μm以下。而且,所述光扩散层含有丙烯酸树脂和光扩散粒子,所述光扩散粒子与所述丙烯酸树脂的折射率差为0.1以上且0.2以下。
附图说明
图1是表示具有本发明的一种实施方式的照明罩的照明装置的图,是表示被埋入天花板的状态的立体图。
图2是表示上述照明装置的侧视图。
图3是示意地表示用于上述照明罩的光学部件的截面图。
图4是将实施例的光学部件和比较例的光学部件的评价结果分别记于表中而示出的图。
具体实施方式
以下,对本实施方式的光学部件以及使用该光学部件而形成的照明罩进行详细说明。以下,举例表示用于被埋入天花板等壁部中的基础照明灯(照明设备)的照明罩。此外,附图的尺寸比例有时为了便于说明而进行了夸张,与实际的比例不同。
本实施方式的基础照明灯20如图1所示,以埋入天花板10的方式进行安装,在该状态下照亮室内等照明空间。
基础照明灯20包括设备主体30、光源部40、和照明罩50。
设备主体30形成为大致箱状,在设备主体30的内部配置有光源部40。另外,在安装于天花板10的状态下的设备主体30的下部,形成有向下方开口的大致矩形状的开口部30a。并且,大致矩形状的照明罩50以覆盖开口部30a的方式安装。设备主体30具备:被埋入天花板10的未图示的安装孔中的安装盒31、和形成于安装盒31的下部并支撑照明罩50的框部32。
如图2所示,在以开口部30a向下的方式配置设备主体30的状态下的安装盒31的内部上表面,配置有光源部40。以将基础照明灯20埋入天花板10中的方式安装时,该安装盒31被收纳于天花板10的未图示的安装孔中。
另一方面,以将基础照明灯20埋入天花板10中的方式安装时,框部32露出于外部(照明空间)。
光源部40在发光面面向开口部30a侧的状态下被收纳于安装盒31中。作为该光源部40,例如,可以使用在形成为长板状的安装基板上以直线状排列的方式安装多个LED芯片而成的光源部。此时,优选在安装盒31的内部上表面以平面状配置多个安装基板。
照明罩50由具有透光性的合成树脂材料形成为大致矩形状。并且,在将光源部40收纳于安装盒31中的状态下,照明罩50覆盖设备主体30的开口部30a。因此,在以将基础照明灯20埋入天花板10的方式安装的状态下,照明罩50被配置于光源部40的下方。在该状态下从光源部40照射光时,照射的光透过照明罩50,照射于下侧的照明空间。
在此,在本实施方式中,使用光学部件60形成照明罩50。以下,对光学部件60的结构进行详细说明。此外,照明罩50至少作为透光面起作用的部位用光学部件60形成即可。
本实施方式的光学部件60包括:具有实施了纹理加工的纹理加工面61a的透明树脂基材61、以及在透明树脂基材61的与纹理加工面61a相反侧的面61c上形成的光扩散层62。
在本实施方式中,光扩散层62层叠在透明树脂基材61的与纹理加工面61a相反侧的面61c上。
该光学部件60如图3所示,在光扩散层62配置在比透明树脂基材61更靠近光源部40侧的状态下进行使用。即,光学部件60在将透明树脂基材61以及光扩散层62中的光扩散层62面向光源部40的状态下进行使用。
在此,所谓的纹理加工是指,并非将塑料或金属等的表面形成为镜面状、而是向表面赋予细的凹凸形状(参照图3的凹凸部61b)的加工。作为纹理加工的方法,可举出压制成型、挤出成型、蚀刻、喷砂、研磨处理等。
例如,作为纹理加工的方法,选择压制成型或挤出成型时,通过使用具有凹凸形状的金属模具,将该金属模具的凹凸形状复制在成型品上,能够得到实施了纹理加工的成型品。从工序简便、生产节拍时间短的方面考虑,压制成型或挤出成型是在工业上优选使用的方法。
此时,实施了纹理加工的透明树脂基材61的纹理加工面61a的算术平均粗糙度(Ra1)优选为1μm以上且7μm以下。这样,通过在透明树脂基材61的表面形成凹凸部,与不具有凹凸部的平滑面相比,能够提高光的取入效果和射出效果。另外,通过形成凹凸部,能够发挥出在该凹凸部中的光扩散效果。此外,如本实施方式所示,若对透明树脂基材61自身实施纹理加工,则不需要在基材上设置具有凹凸部的层。因此,与在基材上设置具有凹凸部的层的情况相比,在制造工艺方面占优势。另外,算术平均粗糙度例如可使用株式会社Keyence制、激光超深度显微镜、VK-9700测定。
此外,Ra1更优选为2μm以上且6μm以下。如此,能够进一步提高光的取入效果和射出效果,能够更有效表现出在凹凸部中的光扩散效果。
此外,优选透明树脂基材61的总光线透过率为90~100%、雾度为0~1%、扩散率为0~1%。这些值例如可使用日本电色工业株式会社制雾度计NDH2000(商品名称)测定。
在实施了纹理加工的纹理加工面61a的相反侧的面61c上层叠有光扩散层62。该光扩散层62以算术平均粗糙度(Ra2)为1μm以上且7μm以下的方式形成。具体地,光扩散层62以光源部40侧的面62c的算术平均粗糙度(Ra2)为1μm以上且7μm以下的方式被层叠于透明树脂基材61的面61c上。即,以光扩散层62的与透明树脂基材61相反侧的面62c的算术平均粗糙度(Ra2)为1μm以上且7μm以下的方式形成光扩散层62。这是因为光扩散层62中的光源部40侧的面62c的算术平均粗糙度(Ra2)小于1μm时,光的取入效果和射出效果变小。另一方面,是因为光扩散层62中的光源部40侧的面62c的算术平均粗糙度(Ra2)大于7μm时,光扩散层62的表面硬度变低,变得不能保持作为膜的基本物性。
该Ra2也与Ra1同样地,更优选为2μm以上且6μm以下。如此,能够进一步提高光的取入效果和射出效果,能够更有效地表现出在凹凸部中的光扩散效果。
此外,在图3中举例表示了,通过使后述的光扩散粒子62b的一部分从丙烯酸树脂62a的上表面露出,从而使光扩散层62中的光源部40侧的面62c形成为凹凸状。但是,将光扩散层62的面62c形成凹凸状的方法,不限于此,可以利用各种方法进行。
另外,光扩散层62以膜厚(厚度)为5μm以上且15μm以下的方式形成。通常,光扩散层以膜厚为5μm以上且50μm以下的方式形成,但是,考虑到功能、生产率、成本等时,优选以膜厚为5μm以上且15μm以下的方式形成光扩散层。
因此,优选适当选择用作光扩散层的树脂和光扩散粒子等,使为了赋予合适的透光性以及光扩散性所需的膜厚进入5μm~15μm的范围。
在本实施方式中,光扩散层62通过使光扩散粒子62b包含于丙烯酸树脂62a内而形成。
具体地,光扩散层62含有丙烯酸树脂62a、以及相对于100重量份的丙烯酸树脂62a的固体成分为40重量份以上且120重量份以下的量(含量)的光扩散粒子62b。
入射到光学部件60中的光通过该光扩散粒子62b而扩散。如此,通过使入射到光学部件60中的光扩散,能够在透光面(纹理加工面61a)的整个面上使每单位面积的透光量平均化,能够抑制在透光面上产生明暗不均。
在本实施方式中,光扩散粒子62b的平均粒径(D50)为1μm以上且10μm以下。此外,为了在合适的膜厚范围中平衡性好地提高透光性以及光扩散性,优选光扩散粒子62b的平均粒径(D50)为1μm以上且7μm以下。另外,为了进一步平衡性好地提高透光性以及光扩散性,光扩散粒子62b的平均粒径(D50)更优选为1μm以上且5μm以下,进一步优选为1μm以上且3μm以下。此外,涂料组合物中的光扩散性粒子的平均粒径(D50)例如可以利用激光衍射、散射法进行测定。
另外,丙烯酸树脂62a与光扩散粒子62b的折射率差优选为0.1以上且0.2以下。丙烯酸树脂62a与光扩散粒子62b的折射率差小于0.1时,不能提高光扩散性,两者的折射率的差大于0.2时,光扩散性基本达到最大限度,有仅透光率下降的趋势。此外,折射率例如可使用阿贝折射计进行测定,为NaD射线(589nm)的值。
作为该光扩散粒子62b,例如可举出苯胍胺系树脂粒子、苯乙烯系树脂粒子、硅酮系树脂粒子、三聚氰胺系树脂粒子、聚四氟乙烯(PTFE)系树脂粒子等有机微粒。另外,作为光扩散粒子62b,例如,还可以使用硫酸钡、碳酸钙、晶体型硅石、无定形硅石、玻璃小片、玻璃纤维、玻璃珠等无机微粒。
此外,为了将光学部件60用作照明罩50,优选能不损害可见光线的透过性地赋予光扩散性的光学部件,从这样的观点考虑,优选将透明的微粒用作光扩散粒子62b。另外,从上述观点考虑,特别优选使用苯胍胺系树脂粒子或苯乙烯系树脂粒子。
光扩散层62例如可以通过将本实施方式的涂料组合物(使光扩散粒子62b包含在丙烯酸树脂62a内而成的物质)施与到透明树脂基材61的一面(与纹理加工面61a相反侧的面61c)上后,使其干燥而形成。作为将涂料组合物施与到透明树脂基材61的一面上的方法,可举出喷涂法、棒式涂布法、浸渍法、流涂法、旋涂法、辊涂法、海绵涂布等涂布法。另外,还有将涂料组合物成型成片状,层叠在透明树脂基材61上的方法;将涂料组合物喷到金属模具的内表面上后,将透明树脂基材61注入该金属模具内而成型的方法等。
如以上说明的那样,本实施方式的光学部件60包括具有实施了纹理加工的纹理加工面61a的透明树脂基材61。而且,光学部件60包括:形成在透明树脂基材61的与纹理加工面61a相反侧的面61c上、且配置在比透明树脂基材61更靠近光源部40侧的光扩散层62。
此时,优选透明树脂基材61的纹理加工面61a的算术平均粗糙度(Ra1)为1μm以上且7μm以下。另外,优选光扩散层62的算术平均粗糙度(Ra2)为1μm以上且7μm以下。并且,优选光扩散层62的厚度为5μm以上且15μm以下。
即,优选通过在单面上具有1~7μm的算术平均粗糙度的透明树脂基材的与该单面相反的一侧形成具有1~7μm的算术平均粗糙度且由丙烯酸树脂以及光扩散粒子构成的光扩散层,从而形成光学部件。
如此,能够利用光扩散层62对LED照明赋予合适的光扩散效果,并且能够利用存在于光学部件60的两侧的算术平均粗糙度为1~7μm的凹凸,表现出良好的光利用效率。
另外,形成光学部件60时,变得不需要使多层层叠于透明树脂基材61。即,能够以仅将一层光扩散层62赋予(层叠)于透明树脂基材61的简单结构,得到同时满足高透光性和高光扩散性的光学部件60。
因此,能够以更简单的结构得到能赋予光扩散效果以及透光性、提高光利用效率的光学部件60。
另外,光扩散层62还可以含有丙烯酸树脂62a、以及相对于100重量份的丙烯酸树脂62a的固体成分为40重量份以上且120重量份以下的量(含量)的光扩散粒子62b。
并且,还可以使光扩散粒子62b与丙烯酸树脂62a的折射率差为0.1以上且0.2以下,使光扩散粒子62b的平均粒径(D50)为1μm以上且10μm以下。若形成该结构,可得到能不损害透光性地发挥出高光扩散性的光学部件60。
而且,光扩散粒子62b还可以是苯胍胺系树脂粒子以及苯乙烯系树脂粒子中的至少一种。如此,能够不损害可见光线的透过性地对光学部件60赋予光扩散性。
另外,在比透明树脂基材61更靠近光源部40侧配置光扩散层62的状态下使用光学部件60。因此,从光源部40照射的光在利用光扩散层62进行了扩散的状态下,入射到透明树脂基材61中。即,更均匀的光入射到透明树脂基材61中。因此,能够在透光面(纹理加工面61a)的整个面上,使每单位面积的透光量更加平均化,能够更可靠地抑制在透光面上产生明暗不均。
并且,在本实施方式中,使用这样的光学部件60形成照明罩50。如此,可得到能利用光扩散层对LED照明赋予合适的光扩散效果、并且能利用存在于基材的两侧的算术平均粗糙度为1~7μm的凹凸而表现出良好的光利用效率的照明罩50。
另外,也可考虑在将光扩散粒子揉入树脂而制作的揉入扩散板的两侧的面上赋予凹凸形状的方法。该揉入扩散板被用作上述的现有的照明罩。
但是,就现有的揉入扩散板而言,即使能赋予充分的光扩散效果,也具有不可避免透光性下降、牺牲亮度的问题。其理由为,揉入扩散板一般通过在丙烯酸树脂中揉合白色无机颜料而形成,由扩散板表面或内部的高折射率无机颜料的光反射导致的损失变大。
因此,即使在这样的扩散板的两侧赋予凹凸形状,由于本来的透光性就比其它方法低,因此无法得到良好的光利用效率。与此相对,在本实施方式的光学部件60的情况下,能够不损害透光性地发挥出高光扩散性。
实施例
以下,通过实施例对本实施方式进行具体说明,但是,本实施方式并不限定于这些实施例。
此外,在以下中,关于对透明树脂基材的纹理加工,利用能简单控制算术平均粗糙度的喷砂处理来实施。使用该方法时,透明树脂基材表面的算术平均粗糙度能够通过珠的粒度、处理时间、与基材的距离等来控制。
(实施例1)
作为透明树脂基材,使用透明丙烯酸挤出板(SUMIPEX E000),在该透明丙烯酸挤出板的单面上利用喷砂处理(重力吸引式、氧化铝珠)来实施纹理加工。此时的Ra1为2.5μm。并且,在与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成8μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加80重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用Epostar MS(苯胍胺甲醛缩合物、株式会社日本触媒制、平均粒径为2μm、折射率为1.66)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为2.7μm。此外,算术平均粗糙度利用株式会社Keyence制的激光超深度显微镜VK-9700进行测定。
(实施例2)
作为透明树脂基材,使用透明丙烯酸挤出板(SUMIPEX E000),在该透明丙烯酸挤出板的单面上利用喷砂处理(重力吸引式、氧化铝珠)来实施纹理加工。此时的Ra1为4.3μm。并且,在与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成10μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加100重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用Epostar M05(苯胍胺甲醛缩合物、株式会社日本触媒制、平均粒径为5μm、折射率为1.66)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为3.6μm。
(实施例3)
作为透明树脂基材,使用透明丙烯酸挤出板(SUMIPEX E000),在该透明丙烯酸挤出板的单面上利用喷砂处理(重力吸引式、氧化铝珠)来实施纹理加工。此时的Ra1为6.2μm。并且,在与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成10μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加120重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用Epostar M05(苯胍胺甲醛缩合物、株式会社日本触媒制、平均粒径为5μm、折射率为1.66)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为5.3μm。
(实施例4)
作为透明树脂基材,使用透明丙烯酸挤出板(SUMIPEX E000),在该透明丙烯酸挤出板的单面上利用喷砂处理(重力吸引式、氧化铝珠)来实施纹理加工。此时的Ra1为2.5μm。并且,在与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成6μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加100重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用Epostar MS(苯胍胺甲醛缩合物、株式会社日本触媒制、平均粒径为2μm、折射率为1.66)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为2.9μm。
(实施例5)
作为透明树脂基材,使用透明丙烯酸挤出板(SUMIPEX E000),在该透明丙烯酸挤出板的单面上利用喷砂处理(重力吸引式、氧化铝珠)来实施纹理加工。此时的Ra1为2.5μm。并且,在与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成13μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加55重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用Epostar MS(苯胍胺甲醛缩合物、株式会社日本触媒制、平均粒径为2μm、折射率为1.66)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为2.2μm。
(实施例6)
作为透明树脂基材,使用透明丙烯酸挤出板(SUMIPEX E000),在该透明丙烯酸挤出板的单面上利用喷砂处理(重力吸引式、氧化铝珠)来实施纹理加工。此时的Ra1为2.5μm。并且,在与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成8μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加100重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用SX-350H(苯乙烯、综研化学株式会社制、平均粒径为3.5μm、折射率为1.59)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为2.6μm。
(实施例7)
作为透明树脂基材,使用透明丙烯酸挤出板(SUMIPEX E000),在该透明丙烯酸挤出板的单面上利用喷砂处理(重力吸引式、氧化铝珠)来实施纹理加工。此时的Ra1为2.5μm。并且,在与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成8μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加120重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用SX-500H(苯乙烯、综研化学株式会社制、平均粒径为5μm、折射率为1.59)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为3.1μm。
(比较例1)
作为透明树脂基材,使用未实施纹理加工的透明丙烯酸挤出板(SUMIPEX E000)。透明树脂基材表面的Ra1为0.05μm。并且涂布实施例1的涂料,形成8μm的干燥膜厚。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为2.7μm。
(比较例2)
在按与实施例1相同的条件下进行了喷砂处理的透明丙烯酸基材的与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成8μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加80重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用Epostar L15(苯胍胺甲醛缩合物、株式会社日本触媒制、平均粒径为12.5μm、折射率为1.66)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为7.5μm。
(比较例3)
在按与实施例1相同的条件下进行了喷砂处理的透明丙烯酸基材的与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成8μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加100重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用TOSPEARL120(硅酮树脂粒子、MomentivePerformance Materials制、折射率为1.42、平均粒径为2μm)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为2.4μm。
(比较例4)
在按与实施例2相同的条件下进行了喷砂处理的透明丙烯酸基材的与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成8μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加100重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用Epostar S6(株式会社日本触媒制、平均粒径为0.6μm、折射率为1.66)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为0.8μm。
(比较例5)
在按与实施例2相同的条件下进行了喷砂处理的透明丙烯酸基材的与纹理加工面相反侧的面上,涂布利用以下的方法制备的涂料,形成8μm的膜厚。
相对于100重量份的丙烯酸树脂的固体成分,添加80重量份的光扩散粒子。并且,利用环己酮进行稀释,使整体的不挥发成分为20%,利用分散机以2000rpm搅拌20分钟,形成涂料。此外,作为丙烯酸树脂,使用WAL-578(DIC株式会社制、固体成分为50质量%、折射率为1.49)。另外,作为光扩散粒子,使用氧化铝粒子(日本轻金属株式会社制、折射率为1.76、平均粒径为12μm)。此时的光扩散层的算术平均粗糙度Ra2为6.8μm。
(比较例6)
在将扩散剂揉入树脂而成型的厚度为2mm的乳白丙烯酸挤出成型板(SUMIPEXES055)的两侧的面实施喷砂处理(重力吸引式、氧化铝珠)。此时的两面的算术平均粗糙度Ra1为2.8μm。
(评价)
对所制作的实施例1~实施例3以及比较例1~比较例6的树脂成形体(天花板用球形灯罩:光学部件)进行外观评价。外观评价通过将在40℃、80%RH下放置60小时后的外观与刚制造后的树脂成形体比较来进行评价。其结果表示在图4中。
(透光性评价)
使用雾度计(日本电色工业株式会社制“NDH2000”),测定各光学部件的总光线透过率。测定在将光扩散层侧面向光源部的状态下进行。若为总光线透过率为60%以上、并且有光均匀性、无灯影像的状态,可以说能同时满足良好的设备效率和光均匀性,因此设为以下的判定基准。
■判定基准
65%以上:◎
60~65%:○
低于60%:×
(光扩散性评价)
使用Panasonic株式会社制方形基础照明灯XL524PFULT9,通过目视确认消除各光学部件的灯影像的能力。各光学部件切割成符合该设备的尺寸(350mm×350mm),在将光扩散层侧面向光源的状态下测定,按以下的判定基准评价光扩散性。
■判定基准
A:不能确认光源形状、均匀。
B:光源形状模糊,但是,能辨别相邻的LED光源的间隔。
C:能确认光源形状。
(表面硬度)
按照JIS K-5600-5-4测定涂膜表面的硬度(铅笔硬度)。
■判定基准
H以上:具有实用上不成为问题的表面硬度的涂膜。
F以下:表面硬度低、为实用性欠缺的涂膜。
(结果)
从图4的结果可以看出,在比较例1中,可知由于未在透明树脂基材上赋予表面凹凸,因此光的取入、由凹凸带来的扩散不充分。
在比较例2中,可知为光扩散层侧的表面凹凸大、表面硬度低、实用性欠缺的涂膜。
在比较例3中,可知由于光扩散层的树脂与光扩散粒子的折射率差小于0.1,因此光扩散性不充分。
在比较例4中,可知由于Ra2小于1,平均粒径(D50)小于1,因此光扩散性不充分。
在比较例5中,可知由于光扩散层的树脂与光扩散粒子的折射率差大于0.2,因此总光线透过率不充分。
在比较例6中,可知由于光学部件为揉入扩散板,处理前的总光线透过率为36%,比其它的低,因此,即使在透明树脂基材的两面赋予表面凹凸,也不能确认光取入的提高。
可知与比较例相比,实施例具有实用上不成问题的表面硬度、且同时满足高总光线透过率和高光扩散性。
以上,说明了本实施方式的光学部件以及使用该光学部件而形成的照明罩,但是,并不限定于本实施方式,可以在本实施方式的宗旨的范围内进行各种变形。
例如,在本实施方式中,作为照明设备,举例表示了基础照明灯,举例表示了用作该基础照明灯的照明罩的光学部件,但是,照明设备具有照明罩即可。另外,作为光源部,举例表示了使用了LED芯片的例子,但是光源部可以为荧光灯等其它光源。另外,光学部件不限定于照明用罩,还可以作为其它的光扩散用途、例如液晶显示装置的背光单元的光扩散部件而使用。
日本特愿2014-087451号(申请日:2014年4月21日)的全部内容被援引于此。
以上,按照实施例,说明了本实施方式的内容,但是,本领域技术人员明白,本实施方式并不限定于这些记载,可以进行各种变形和改良。
产业上的可利用性
根据本发明,能够以更简单的结构得到能赋予光扩散效果以及透光性、提高光利用效率的光学部件以及使用该光学部件而形成的照明罩。
符号说明
40 光源部
50 照明罩
60 光学部件
61 透明树脂基材
61a 纹理加工面
61c 与纹理加工面相反侧的面
62 光扩散层
62a 丙烯酸树脂
62b 光扩散粒子
Claims (3)
1.一种照明设备,其特征在于,具备:形成有开口部的设备主体、配置在所述设备主体的内部的光源部、覆盖所述开口部的照明罩,
所述照明罩由光学部件形成,
所述光学部件包括:
具有实施了纹理加工的纹理加工面的透明树脂基材,以及
形成在所述透明树脂基材的与纹理加工面相反侧的面上、且配置在比所述透明树脂基材更靠近所述光源部侧的光扩散层;
所述透明树脂基材的所述纹理加工面的算术平均粗糙度为1μm以上且7μm以下;
所述光扩散层的算术平均粗糙度为1μm以上且7μm以下,厚度为5μm以上且15μm以下;
所述光扩散层含有丙烯酸树脂和光扩散粒子;
所述光扩散粒子与所述丙烯酸树脂的折射率差为0.1以上且0.2以下,
相对于100重量份的所述丙烯酸树脂的固体成分,所述光扩散粒子的量为40重量份以上且120重量份以下,
通过使所述光扩散粒子的一部分从所述丙烯酸树脂的上表面露出,从而使所述光扩散层中的所述光源部侧的面形成为凹凸状。
2.根据权利要求1所述的照明设备,其特征在于,
所述光扩散粒子的平均粒径为1μm以上且10μm以下。
3.根据权利要求2所述的照明设备,其特征在于,所述光扩散粒子为苯胍胺系树脂粒子以及苯乙烯系树脂粒子中的至少一种。
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