JP2000173326A - 照明器具用カバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形法によらず光拡散性に優れ、かつ照明器
具内で発生した熱を放熱しやすく、照明器具の温度上昇
を抑制することができる照明器具用カバーを得る。 【解決手段】 照明器具用カバーは、高密度ポリエチレ
ンに光拡散材を分散したポリエチレン樹脂組成物を用い
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に放熱性および
光拡散性に優れた照明器具用カバーに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、照明器具用カバーには、アク
リル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネートまたは
塩化ビニル系樹脂などの透明性を有する樹脂に、可視光
の波長よりも大きな粒径をもち、かつ架橋構造を有する
アクリル系樹脂、スチレン系樹脂もしくはシロキサン系
樹脂などの有機系光拡散材または炭酸カルシウム、二酸
化ケイ素もしくは酸化チタンなどの無機系光拡散材を分
散させた組成物が用いられている。特に、メタクリル系
樹脂は、優れた透明性、耐候性および機械的強度を有す
ることから、今日広く使用されている。

【０００３】ここで、照明器具用カバーを構成する樹脂
組成物に、上記のように光拡散材を分散させるのは、蛍
光灯の透けを防止するためで、本来透明であるメタクリ
ル系樹脂などに屈折率の異なる微粒子を分散させ、半透
明にして使用するのである。

【０００４】そこで、上記光拡散材について様々な検討
がなされており、たとえば、特開昭６２―２７３２３０
号公報においては、光拡散材として硫酸バリウム、炭酸
カルシウム、石英、結晶性シリカ、無定型シリカ、ガラ
ス、フッ化リチウム、フッ化カルシウムまたは水酸化ア
ルミニウムなどが用いられている。また、特開昭６１―
１５９４４０号公報においては、有機系光拡散材とし
て、アルキルメタクリレート、芳香族ビニルおよびアル
キルアクリレートの３成分からなる架橋ポリマーで、粒
径３０〜３００μｍのものが用いられている。さらに、
特開平７―２１４６８４号公報においては、特定の粒径
と屈折率を有する２種の光拡散材が組み合わせて用いら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日広
く使用されているメタクリル系樹脂からなる成形物は、
一般的に硬いが脆いという性質を有しており、特に光源
密閉型の照明器具（シーリングライト）のカバーに用い
たばあい、衝撃でカバーが割れやすいという問題があ
る。また、メタクリル系樹脂からなる成形物は熱を発散
しにくく、最近の蛍光灯などの光源の高出力化も相まっ
て、照明器具内に発生した熱が蓄積して熱くなる傾向に
ある。照明器具が熱くなると、蛍光ランプの点灯装置と
して搭載されているインバーターなどの電子部品が故障
したり、寿命が短くなるというおそれもある。

【０００６】そこで、たとえば特開平９―１７２１９号
公報には、ポリエチレンなどの多孔質の高分子をカバー
用材料として用いて照明器具内外の通気性を確保するこ
とにより、照明器具内に蓄積しうる熱を発散させ、照明
器具の温度上昇を抑制する技術が開示されている。

【０００７】しかし、上記多孔質高分子は、従来から照
明器具のカバーを成形するために用いられている圧空成
形法により成形すると、特にカバー表面近傍の多孔性の
程度を低下してしまい、温度上昇抑制効果が低減してし
まうという問題や、カバー表面に気孔があるために意匠
性に劣るという問題もある。

【０００８】また、特開平２―４６４０１号公報には、
分子量５０万〜２００万のポリエチレンに何らの添加物
も加えることなく、シート状または板状で光拡散用基材
として使用する技術が開示されている。

【０００９】しかし、上記ポリエチレンを照明器具用カ
バーとして用いた場合、放熱性に優れることが予想され
るものの、ポリエチレン単独では光拡散性が不充分とな
り、蛍光灯の透け防止性に劣るという問題がある。

【００１０】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたものであり、成形法によらず耐衝撃性および光拡
散性に優れ、かつ照明器具内で発生した熱を放熱しやす
く、照明器具の温度上昇を抑制することができる照明器
具用カバーを得ることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の照明
器具用カバーは、高密度ポリエチレンに光拡散材を分散
してなるポリエチレン樹脂組成物を用いたものである。

【００１２】本発明に係る第２の照明器具用カバーは、
上記第１の照明器具用カバーにおいて、光拡散材がポリ
エチレン樹脂組成物に対して０．５〜１０重量％のもの
である。

【００１３】本発明に係る第３の照明器具用カバーは、
上記第１または第２の照明器具用カバーにおいて、光拡
散材の平均粒子径が１〜１０μｍのものである。

【００１４】本発明に係る第４の照明器具用カバーは、
上記第１ないし第３のいずれかの照明器具用カバーにお
いて、ポリエチレン樹脂組成物が造核剤を含有したもの
である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の照明器具用
カバーは、高密度ポリエチレンに光拡散材を分散させた
ポリエチレン樹脂組成物を用いて作製されたものであ
る。

【００１６】まず、上記高密度ポリエチレンについて説
明する。本発明において用いる高密度ポリエチレンと
は、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６７４８（１９８１）に規
定された密度０．９４２ｇ／ｃｍ³以上のポリエチレン
である。高密度ポリエチレンは従来用いられていたメタ
クリル樹脂に比べ、赤外線透過性、熱伝導性および耐衝
撃性に優れ、さらに、高密度ポリエチレンは、中密度ポ
リエチレン（密度０．９３０以上０．９４２未満）や低
密度ポリエチレン（密度０．９１０以上０．９３０未
満）に比べ、機械的強度および熱伝導性が優れているの
で、照明器具用カバーに用いた場合、カバー形状保持性
や照明器本体への取り付け性および放熱性に優れるとい
う効果を得ることができる。さらに、高密度ポリエチレ
ンの密度は、機械的強度に優れるという点から０．９５
以上であるのが好ましく、高密度ポリエチレンの組成と
しては、赤外線透過性の観点からエチレンの単独重合体
であるのが特に好ましい。また、高密度ポリエチレンの
メルトフローレートは、特に制限はなく、成形方法に応
じて当業者であれば適宜選択しうる。また、ポリエチレ
ンは結晶性高分子であるが、何％かは非結晶状態にあ
り、結晶と非結晶では密度や屈折率が異なるためポリエ
チレン自身でも光拡散性がある。

【００１７】本発明において用いる光拡散材は、蛍光灯
などの光源から出た光を拡散（散乱）し、部屋を均等に
照らし、なおかつ光源のランプイメージを見えにくくす
るという機能を有するものである。

【００１８】上記光拡散材としては、これが分散される
上記高密度ポリエチレンと屈折率が異なるというもので
あれば特に制限はなく、たとえば三酸化アンチモン、五
酸化アンチモン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、塩基
性炭酸マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アル
ミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、
ホウ酸亜鉛、石英、結晶性シリカ、無定形シリカ、ガラ
スビーズ、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、タル
ク、マイカ、ゼオライト、ハイドロタルサイト、ワラス
トナイト、トベルモナイト、ジャイロライト、ゾノトラ
イト、トバモライト、ドーソナイト、アタパルジャイト
もしくはカオリンなどの無機系化合物、またはポリブタ
ジエン、ポリイソプレやスチレンブタジエンゴムなどの
共役ジエン系ゴム、架橋シロキサン系重合体、架橋スチ
レン系重合体もしくは架橋アクリル系重合体などの有機
系化合物などがあげられ、これらをそれぞれ単独で、ま
たは任意に組み合わせて用いることができる。これらの
なかでも、樹脂中への分散性、光拡散性、価格および取
扱いやすさという点から無定形シリカを用いるのが好ま
しい。

【００１９】上記光拡散材の分散量としては、本発明の
実施の形態に係わるポリエチレン樹脂組成物に対して
０．５〜１０重量％の範囲で、上記高密度ポリエチレン
に分散するのが照明器具に適した光拡散透過性を得るた
めに好ましい。０．５重量％未満では光拡散効果が不充
分であり、１０重量％を超えると可視光および赤外光の
透過性が低下する。さらに、効果的な可視光の拡散およ
び赤外線の透過という点から、１〜６重量％であるのが
特に好ましい。

【００２０】また、上記光拡散材の平均粒径は、可視光
を拡散するという点からは１μｍ以上であればよいが、
蛍光灯等の照明器具内部品の表面温度に応じて放出され
る赤外線が１０μｍ前後であることから、１〜１０μｍ
であるのが好ましく、効果的な可視光の拡散および赤外
線の透過という点から、３〜８μｍであるのが特に好ま
しい。

【００２１】本発明において用いる造核剤は、ポリエチ
レン樹脂組成物に配合されることにより、ポリエチレン
樹脂の結晶化の開始点を増やすこととなり、その結果、
数多くの微細なポリマー結晶部が生成するとともに、非
晶部も均質微細化されることにより、ポリエチレン樹脂
組成物が全体として均質化されるという機構により、得
られるカバーの機械的強度をさらに向上させる。この造
核剤添加に伴う機械的強度の向上により、カバーの肉厚
を薄くすることができるため、赤外線がより透過しやす
くなり、照明器具内で発生した熱を放熱しやすくなる。

【００２２】上記造核剤としては、たとえばナトリウム
ベンゾエートもしくはアルミニウム―ｐ―ｔｅｒｔ―ブ
チルベンゾエートなどの安息香酸の金属塩、ジベンジリ
デンソルビトールもしくはジ―ｐ―メチルベンジリデン
ソルビトールなどのベンジリデンソルビトール系化合
物、またはナトリウム―２、２―メチレン―ビス（４、
６―ジ―ｔ―ブチルフェニル）フォスフェートもしくは
ナトリウム―２、２―エチリデン―ビス（４、６―ジ―
ｔ―ブチルフェニル）フォスフェートなどの有機リン酸
金属塩などがあげられ、機械的強度や臭気の点から有機
リン酸金属塩が好ましく、さらに結晶化促進効果という
点からナトリウム―２、２―メチレン―ビス（４、６―
ジ―ｔ―ブチルフェニル）フォスフェート｛商品名：ア
デカスタブ、旭電化工業（株）製｝が特に好ましい。

【００２３】上記造核剤の添加量としては、ポリエチレ
ン樹脂組成物に対して０．０５〜１重量％であればよい
が、機械的強度の向上への効果という点から、０．３〜
０．６重量％であるのが好ましい。

【００２４】本発明における上記ポリエチレン樹脂組成
物は、従来からの方法によって製造することができ、た
とえばヘンシェルミキサーなどで各成分をドライブレン
ドしたのち、さらにスクリュー型押出機で均一に混練
し、ペレットとして得るのが好ましい。また、この際に
帯電防止剤、蛍光増白剤、酸化防止剤または紫外線吸収
剤などの公知の添加剤を、本発明の効果を損なわない範
囲で配合してもよい。

【００２５】本発明の実施の形態の照明器具用カバー
は、上記ポリエチレン樹脂組成物を用いて、たとえば射
出成形、押出成形、ブロー成形または圧縮成形などの従
来からの方法によって製造すればよい。なお、照明器具
用カバーの形状、寸法などは従来からのものと同じでよ
い。

【００２６】上記のようにして得られる本発明の照明器
具用カバーは、赤外線透過性、熱伝導性および耐衝撃性
に優れた高密度ポリエチレンを用いているため、カバー
としての放熱性および耐衝撃性に優れ、高密度ポリエチ
レンが有する屈折率と、光拡散材による光拡散効果のた
め、照明器具として適度な光拡散透過性を示す。また、
ポリエチレンはカバーとしての製品寿命が終了した後
も、自身でエネルギーを持っているため、油化して、燃
料として再利用することが可能である。

【００２７】

【実施例】実施例１〜３．表１に実施例において用いた
成分を列挙する。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１に示す高密度ポリエチレン、光拡散材
または造核剤を、表２に示すような配合割合でドライブ
レンドしたのち、２軸押出機｛商品名：ＴＥＸ３０α―
３８．５ＢＷ―４Ｖ，日本製鋼所（株）製｝を用いてシ
リンダー温度１８０℃、スクリュー回転数８０ｒｐｍの
条件で混練し、ポリエチレン樹脂組成物のペレットを作
製した。

【００３０】

【表２】

【００３１】得られたポリエチレン樹脂組成物のペレッ
トを、熱板温度１８０℃の圧縮成形機｛商品名：ＷＦ―
３７，（株）神藤金属工業所製｝を用いて２３０ｍｍ×
２３０ｍｍ×２ｍｍ（造核剤を含む場合は１．９ｍｍ
厚）のシートを得た。上記のようにして得られたシート
について以下の評価を行なった。

【００３２】機械的強度：シートを切断して試験片と
し、ＪＩＳ Ｋ７１７１に規定された方法に準じて曲げ
弾性率（ＧＰａ）を測定し機械的強度を評価した。透光
性：上記試験片について、島津製作所（株）製の島津自
記分光光度計（型名：ＵＰ―３１００ＰＣ）および島津
製作所（株）製のマルチパーパス大型試料室ユニット
（型名：ＭＰＣ―３１００）を用いて全光線透過率を測
定し、透光性を評価した。 耐衝撃性：スプリングインパクトテストハンマー（ＰＨ
ＹＳ．―ＴＥＣＨＮ．ＬＡＢＯＲ社製）を用いて上記シ
ートに０．３５Ｎｍのエネルギーを印加し、ひび割れお
よび白化の発生を観察することにより耐衝撃性を評価し
た。上記各測定結果を表３に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】次に、上記シートを用いた照明器具用カバ
ーの放熱性および光拡散性を評価するために、上記シー
トの周囲に木製フレームを取付けて、２００ｍｍ×２０
０ｍｍ×２００ｍｍの立方体形状の密閉型照明器具用カ
バーとし、照明器具を作製した。図１は本発明の実施例
の照明器具用カバーの評価に用いるための評価用照明器
具の構成図であり、図中、１は照明器具用カバー、２は
６０Ｗの電球、３は熱電対である。

【００３５】放熱性：２５℃の雰囲気下で、図１に示す
ように、上記密閉型照明器具用カバー１に６０Ｗの電球
２を取付けて電球を点灯させたところ、照明器具内の温
度の上昇が熱電対３により認められ、照明器具内の最終
的な温度（安定温度）を測定することによって、照明器
具用カバーの放熱性を評価した。 光拡散性：図１に示す評価用照明器具を点灯させた際の
電球２の透けぐあいを目視により評価した。 上記各測定結果を表３に示す。

【００３６】比較例１ 高密度ポリエチレンの効果を確認するため，メタクリル
樹脂のペレット｛商品名：アクリペットＶＨ，三菱レイ
ヨン（株）製｝と光拡散材Ａとをドライブレンドし、２
軸押出機｛商品名：ＴＥＸ３０α―３８．５ＢＷ―４
Ｖ，日本製鋼所（株）製｝を用いてシリンダー温度２２
０℃、スクリュー回転数８０ｒｐｍの条件で混練し、光
拡散材を３重量％含むメタクリル樹脂組成物のペレット
を得た。ついで、このペレットから、熱板温度１８０℃
の圧縮成形機｛商品名：ＷＦ―３７，（株）神藤金属工
業所製｝を用いて２３０ｍｍ×２３０ｍｍ×２ｍｍのシ
ートを得、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表
３に示す。

【００３７】比較例２ 光拡散材と造核剤の効果を確認するため、高密度ポリエ
チレンのペレット｛商品名：ＨＪ―５６０，日本ポリケ
ム（株）製｝から、熱板温度１８０℃の圧縮成形機｛商
品名：ＷＦ―３７，（株）神藤金属工業所製｝を用いて
２３０ｍｍ×２３０ｍｍ×２ｍｍのシートを得、実施例
１と同様の評価を行なった。結果を表３に示す。

【００３８】表３に示した結果から、高密度ポリエチレ
ンを用いたもの（実施例１〜３，比較例２）は、従来の
アクリル樹脂を用いたもの（比較例１）よりも器具内の
温度上昇を低減でき、耐衝撃性にも優れることが確認さ
れた。しかし、光拡散材を用いていないもの（比較例
２）は電球の透けが確認された。さらに、造核剤を添加
したもの（実施例３）は、無添加のもの（実施例１〜
２，比較例２）よりも剛性が向上しており、このためカ
バーの薄肉化が可能となり、器具内の温度上昇を一層低
減できることが確認された。

【００３９】

【発明の効果】本発明の第１の照明器具用カバーは、高
密度ポリエチレンに光拡散材を分散してなるポリエチレ
ン樹脂組成物を用いたもので、成形法によらず耐衝撃性
および光拡散性に優れ、かつ照明器具内で発生した熱を
放熱しやすく、照明器具の温度上昇を抑制することがで
きるという効果がある。

【００４０】本発明の第２の照明器具用カバーは、上記
第１の照明器具用カバーにおいて、光拡散材がポリエチ
レン樹脂組成物に対して０．５〜１０重量％分散したも
ので、照明器具に適した光拡散透過性を得るという効果
がある。

【００４１】本発明の第３の照明器具用カバーは、上記
第１または第２の照明器具用カバーにおいて、光拡散材
の平均粒子径が１〜１０μｍのもので、効果的な可視光
の拡散と赤外線の透過が得られるという効果がある。

【００４２】本発明の第４の照明器具用カバーは、上記
第１ないし第３のいずれかの照明器具用カバーにおい
て、ポリエチレン樹脂組成物が造核剤を含有したもの
で、機械的強度が優れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の照明器具用カバーの評価に
用いるための評価用照明器具の構成図である。

【符号の説明】

１ 照明器具用カバー、２ 電球、３ 熱電対。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 俊行 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 山田 祥 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 明道 成 神奈川県鎌倉市大船５丁目１番１号 三菱 電機照明株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高密度ポリエチレンに光拡散材を分散し
   てなるポリエチレン樹脂組成物を用いた照明器具用カバ
   ー。
2. 【請求項２】 光拡散材がポリエチレン樹脂組成物に対
   して０．５〜１０重量％であることを特徴とする請求項
   １に記載の照明器具用カバー。
3. 【請求項３】 光拡散材の平均粒子径が１〜１０μｍで
   あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   照明器具用カバー。
4. 【請求項４】 ポリエチレン樹脂組成物が造核剤を含有
   したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
   かに記載の照明器具用カバー。