JP2010123332A - Mirror and luminaire using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明器具や、自動車ヘッドライト、複写機等に用いられる反射鏡およびそれを用いた照明器具に係り、特に、反射率の向上技術に関する。 The present invention relates to a lighting fixture, a reflector used in an automobile headlight, a copying machine, and the like, and a lighting fixture using the same, and more particularly to a technique for improving reflectance.
金属膜の材質として、高反射率材料である銀あるいはアルミニウムが用いられている。銀は、アルミニウムよりも可視光域の反射率が約6%以上高いことから、アルミニウムよりも小さな電気エネルギーで高い照明照度を得ることができる。これにより銀は、省エネルギーの観点から、反射鏡の反射材料に使用することが望まれている。 As the material of the metal film, silver or aluminum, which is a highly reflective material, is used. Since silver has a reflectance of about 6% or more higher than that of aluminum in the visible light region, high illumination illuminance can be obtained with less electrical energy than aluminum. As a result, silver is desired to be used as a reflective material for reflecting mirrors from the viewpoint of energy saving.
反射鏡では、基材上に、反射層としての金属膜、および、金属膜を保護する保護層が順に形成されている。保護層の材質として、無機材料や有機材料が用いられており、特に有機材料は、耐衝撃性や耐摩耗性等の耐久性に優れているから、保護層の材質として用いられている。 In the reflecting mirror, a metal film as a reflective layer and a protective layer for protecting the metal film are sequentially formed on the base material. An inorganic material or an organic material is used as a material for the protective layer. Particularly, an organic material is used as a material for the protective layer because it is excellent in durability such as impact resistance and wear resistance.
一方、金属膜の材質としての銀は、腐食性が高く、硫化性ガスにより変色し易く、しかも高い温度では酸化により変色するため、銀表面の保護が極めて重要である。しかしながら、保護層の材質としての有機材料や無機材料は、銀に対して密着性が劣り、水分や熱による剥離等の不具合が発生するため、保護層の耐久性が極めて重大な課題であった。 On the other hand, silver as a material of the metal film is highly corrosive, easily discolored by a sulfide gas, and discolors due to oxidation at a high temperature. Therefore, protection of the silver surface is extremely important. However, the organic material and the inorganic material as the material of the protective layer have poor adhesion to silver, and problems such as peeling due to moisture and heat occur. Therefore, the durability of the protective layer is a very important issue. .
このような背景から各種保護層が提案されている。たとえば特許文献1の技術では、銀不活性化成分として4−メチル−γ−オキソ−ベンゼン−ブタン酸のジルコニウム錯体を、透明樹脂である保護層のシリコンアクリル樹脂に配合することを提案している。この技術では、保護層を透明とするとともに、銀層と保護層の密着性の向上および銀の変色(腐食)の防止を図っている。また、特許文献2の技術では、銀層の上に、透明なシリコーンアクリル樹脂やシリコーンアクリルキッド樹脂、多官能シリコーン樹脂等の樹脂を保護層として被覆している。この技術では、保護層を透明するとともに、保護層の耐熱性を向上させることにより銀層の変色の防止を図っている。 Various protective layers have been proposed from such a background. For example, the technique of Patent Document 1 proposes that a zirconium complex of 4-methyl-γ-oxo-benzene-butanoic acid as a silver inactivating component is blended in a silicon acrylic resin of a protective layer that is a transparent resin. . In this technique, the protective layer is made transparent, the adhesiveness between the silver layer and the protective layer is improved, and silver discoloration (corrosion) is prevented. Moreover, in the technique of patent document 2, resin, such as transparent silicone acrylic resin, silicone acrylic liquid resin, and polyfunctional silicone resin, is coat | covered as a protective layer on a silver layer. In this technique, the protective layer is transparent, and the heat resistance of the protective layer is improved to prevent the silver layer from being discolored.
しかしながら、以上のような従来技術では、410〜500nmの光の波長域で銀層の反射率が、大幅に低下してしまう。特に波長が410nmの周辺領域である場合、銀蒸着面の反射率は90〜93%であるが、従来技術の透明なアクリル樹脂やシリコンアクリル樹脂、シリコーンアクリル樹脂、シリコーンアルキド樹脂、多官能シリコーン樹脂からなる層厚10μmの保護層を銀蒸着面に被覆しただけで、反射率が70〜72%に低下してしまう。 However, in the conventional technology as described above, the reflectance of the silver layer is significantly lowered in the light wavelength range of 410 to 500 nm. In particular, when the wavelength is in the peripheral region of 410 nm, the reflectance of the silver deposition surface is 90 to 93%, but the transparent acrylic resin, silicon acrylic resin, silicone acrylic resin, silicone alkyd resin, polyfunctional silicone resin of the prior art The reflectance decreases to 70-72% only by covering the silver vapor deposition surface with a protective layer having a layer thickness of 10 μm.
また、光の波長が550nmである場合、銀蒸着面の反射率は99%であるが、上記樹脂からなる保護層を銀蒸着面に被覆した場合、反射率が96%程度となり、その低下率は小さいものの、反射率が低下する。さらに、銀蒸着面に上記樹脂からなる保護層を1〜3μmと極めて薄く被覆した場合でも、反射率は同様に低下し、特に低波長側では大幅に低下する。このように上記樹脂からなる全ての保護層は、波長が410nm周辺領域であるときに透明であるにも関わらず、反射率が低下する。 Further, when the wavelength of light is 550 nm, the reflectance of the silver vapor deposition surface is 99%, but when the protective layer made of the above resin is coated on the silver vapor deposition surface, the reflectance becomes about 96%, and the reduction rate Is small, but the reflectance decreases. Furthermore, even when the protective layer made of the above resin is coated as thin as 1 to 3 μm on the silver vapor deposition surface, the reflectance is similarly reduced, and particularly on the low wavelength side. As described above, all the protective layers made of the above resins have a low reflectance even though they are transparent when the wavelength is in the vicinity of 410 nm.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、耐水性や、耐熱性、耐光性等の耐久性の向上を図ることができるとともに、保護層の剥離を防止することができるのはもちろんのこと、可視光域の反射率(特に光の波長が410nm周辺領域であるときの反射率)の向上を図ることができる反射鏡を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to improve durability such as water resistance, heat resistance and light resistance, and to prevent peeling of the protective layer. Of course, it is possible to provide a reflecting mirror capable of improving the reflectance in the visible light region (particularly the reflectance when the wavelength of light is in the 410 nm peripheral region).
本発明者は、反射鏡について、反射層としての金属膜および保護層としての樹脂被覆層について鋭意研究を重ねた。その結果、金属膜と樹脂被覆層との間に透明無機誘電体膜を形成することにより、上記目的を達成することができ、特にこの場合、透明無機誘電体膜の光学膜厚の設定が重要であることを見出した。透明無機誘電体膜は、非常に薄いことが重要であり、その光学膜厚が60nm以下(ただし、0nmを除く)である場合、上記目的を効果的に達成することができる。 The present inventor has conducted extensive research on the reflective mirror and the metal film as the reflective layer and the resin coating layer as the protective layer. As a result, the above object can be achieved by forming a transparent inorganic dielectric film between the metal film and the resin coating layer. In this case, in particular, the setting of the optical film thickness of the transparent inorganic dielectric film is important. I found out. It is important that the transparent inorganic dielectric film is very thin. When the optical film thickness is 60 nm or less (excluding 0 nm), the above object can be effectively achieved.
図2は、反射鏡に係る反射率(光の波長が410nm)の光学膜厚依存性のシミュレーション結果を表すグラフである。このシミュレーションでは、金属膜の材質として銀を用い、透明無機誘電体膜の材質としてシリカを用い、保護層としての樹脂被覆層を形成しないモデルを採用した。 FIG. 2 is a graph showing a simulation result of the optical film thickness dependence of the reflectance (the light wavelength is 410 nm) related to the reflecting mirror. In this simulation, a model was adopted in which silver was used as the material of the metal film, silica was used as the material of the transparent inorganic dielectric film, and no resin coating layer was formed as a protective layer.
図2から判るように、光の波長が410nmの反射率は、光学膜厚が60nm以下であるときに、90%以上を示す。これに対して、光学膜厚が60nmを超えると、90%未満となる。これに伴い、光源の反射光が黄色みを帯びて適切な照明光が得られなくなる。一方、光学膜厚がさらに厚くなると耐水性試験や耐熱性試験で透明無機誘電体膜にクラックや剥離が発生する確率が大きくなり、耐久性が低下する。 As can be seen from FIG. 2, the reflectance at a light wavelength of 410 nm is 90% or more when the optical film thickness is 60 nm or less. On the other hand, when the optical film thickness exceeds 60 nm, it becomes less than 90%. Accordingly, the reflected light of the light source is yellowish and appropriate illumination light cannot be obtained. On the other hand, when the optical film thickness is further increased, the probability that cracks and peeling occur in the transparent inorganic dielectric film in the water resistance test and heat resistance test increases, and the durability decreases.
以上のことから、本発明の反射鏡では透明無機誘電体膜の膜厚を60nm以下(ただし、0nmを除く)としている。すなわち、本発明の反射鏡は、基材上に、金属膜および樹脂被覆層が基材側から順に積層された反射鏡であって、金属膜と樹脂被覆層との間に透明無機誘電体膜が形成され、透明無機誘電体膜の光学膜厚は、60nm以下(ただし、0nmを除く)であることを特徴としている。 From the above, in the reflecting mirror of the present invention, the thickness of the transparent inorganic dielectric film is 60 nm or less (excluding 0 nm). That is, the reflecting mirror of the present invention is a reflecting mirror in which a metal film and a resin coating layer are laminated on a substrate in order from the substrate side, and a transparent inorganic dielectric film is interposed between the metal film and the resin coating layer. The transparent inorganic dielectric film has an optical film thickness of 60 nm or less (excluding 0 nm).
本発明の反射鏡では、反射層である金属膜と保護層である樹脂被覆層との間にバリア層として透明無機誘電体膜を形成し、その光学膜厚を60nm以下(ただし、0nmを除く)としている。これにより、保護層の材質として樹脂を用い、かつ金属膜の材質として銀を用いた場合でも、耐水性や、耐熱性、耐光性等の耐久性の向上を図ることができるとともに、保護層の剥離を防止することができるのはもちろんのこと、可視光域の反射率(特に光の波長が410nmであるときの反射率)の向上を図ることができる。 In the reflecting mirror of the present invention, a transparent inorganic dielectric film is formed as a barrier layer between the metal film as the reflective layer and the resin coating layer as the protective layer, and the optical film thickness is 60 nm or less (however, excluding 0 nm) ). Thereby, even when resin is used as the material of the protective layer and silver is used as the material of the metal film, it is possible to improve durability such as water resistance, heat resistance, light resistance, etc. In addition to preventing peeling, it is possible to improve the reflectance in the visible light region (particularly, the reflectance when the wavelength of light is 410 nm).
また、保護層の剥離を防止することができるので、高温での酸化による銀の変色を防止することができる。さらに、反射鏡の製造では、金属膜および透明無機誘電体膜を蒸着により形成すると、金属膜と蒸着後、同一装置で透明無機誘電体膜の蒸着を行うことができるので、金属膜の形成から透明無機誘電体膜の形成への切り替えが簡単となり、その結果、量産性の向上を図ることができる。 Moreover, since peeling of a protective layer can be prevented, discoloration of silver due to oxidation at a high temperature can be prevented. Furthermore, in the production of reflectors, when a metal film and a transparent inorganic dielectric film are formed by vapor deposition, the transparent inorganic dielectric film can be vapor-deposited with the same apparatus after vapor deposition with the metal film. Switching to the formation of the transparent inorganic dielectric film becomes easy, and as a result, the mass productivity can be improved.
本発明の反射鏡は、種々の構成を用いることができる。たとえば、金属膜の材質として銀材料を用い、透明無機誘電層の材質としてシリカあるいはアルミナを用いることができる。特に、シリカあるいはアルミナを用いると、硫黄による銀の変色を防止すること(すなわち、耐硫化性を向上させること)ができる。また、基材の表面と金属膜の間にはアンダコート層として、他の樹脂被覆層を形成することができる。この態様では、基材表面の凹凸を埋めることにより、金属膜の反射率および金属膜との密着性を高めることができる。 Various configurations can be used for the reflecting mirror of the present invention. For example, a silver material can be used as the material of the metal film, and silica or alumina can be used as the material of the transparent inorganic dielectric layer. In particular, when silica or alumina is used, discoloration of silver due to sulfur can be prevented (that is, sulfidation resistance can be improved). Further, another resin coating layer can be formed as an undercoat layer between the surface of the substrate and the metal film. In this embodiment, the reflectance of the metal film and the adhesion with the metal film can be improved by filling the irregularities on the surface of the substrate.
本発明の照明器具は、本発明の反射鏡を備えていることを特徴としている。本発明の照明器具では、本発明の反射鏡による上記効果を得ることができる。 The lighting fixture of the present invention includes the reflecting mirror of the present invention. In the lighting fixture of this invention, the said effect by the reflective mirror of this invention can be acquired.
本発明の反射鏡あるいはそれを用いた照明器具によれば、保護層の材質として樹脂を用い、かつ反射層としての金属膜の材質として銀を用いた場合でも、光の波長が410nmであるときの反射率の向上、および、耐熱性や耐水性等の耐久性の向上の両立を図ることができる等の効果が得られる。 According to the reflecting mirror of the present invention or a lighting fixture using the same, even when resin is used as the material of the protective layer and silver is used as the material of the metal film as the reflecting layer, the light wavelength is 410 nm. Thus, it is possible to achieve both the improvement of the reflectance and the improvement of durability such as heat resistance and water resistance.
(1)反射鏡
以下、本発明の一実施形態に係る反射鏡について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る反射鏡100の概略構成を表す側断面図である。反射鏡100は、基材101を備えている。基材101の表面には、第1樹脂被覆層102(他の樹脂被覆層)、金属膜103、透明無機誘電体膜104、および、第2樹脂被覆層105(樹脂被覆層)が順に形成されている。
(1) Reflector Hereinafter, a reflector according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing a schematic configuration of a reflecting
基材101の材質は、反射鏡に要求される耐熱温度で使用可能なものであればよい。基材101の材質として熱可塑性樹脂を用いる場合、熱可塑性のポリブチレンテレフタレートや、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリスチレン等がある。基材101の材質として熱硬化性樹脂を用いる場合、不飽和ポリエステルや、フェノール樹脂、熱硬化性ポリイミド等がある。このような樹脂を用いる場合、基材101は、射出成形や、真空成形、圧縮成形等で所定形状に成形する。基材101の材質として金属を用いる場合、アルミ合金や、マグネシウム合金、銀系合金等がある。このような金属を用いる場合、基材101は、スピニング加工や、プレス加工、ダイキャスト、チクソモールディング等の成形技術で所定形状に成形する。基材101の材質として、ガラスやセラミック等も用いることができる。
The material of the
第1樹脂被覆層102はアンダコート層である。第1樹脂被覆層102は、基材101表面の凹凸を埋めることにより金属膜103の反射率を高める機能、および、金属膜103との密着性を高める機能を有している。第1樹脂被覆層102は、透明である必要はないが、金属膜103との高密着性、耐熱性、耐水性、所望の硬度等の特性が必要である。これら特性を満足する材質としては、アクリルウレタン樹脂、メラミン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂、湿気硬化型のアクリルシリコン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂がある。それら材質のなかでも特に、アクリル樹脂、湿気硬化型のアクリルシリコン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、シリコーン樹脂は、耐熱性や、耐水性、金属膜103との密着性が優れるから、好適である。
The first
第2樹脂被覆層105は、トップコート層(保護層)である。第2樹脂被覆層105は、銀の反射機能を阻害しない透明樹脂であり、かつ耐熱性、耐水性、耐光性、透明無機誘電体膜104との高密着性、耐硫化性、高硬度を有する必要がある。これら特性を満足する材質としては、アクリル樹脂、湿気硬化型のアクリルシリコン樹脂、シリコーン樹脂が好適である。
The second
樹脂被覆層102,105の形成には、スプレー塗装や、ディッピング塗装、フローコーター塗装等を用い、層厚は5〜20μmが好適である。樹脂被覆層102,105の材質として熱硬化性シリコーン樹脂を用いると、耐熱性、耐光性、耐水性、および、耐硫化性のいずれの特性も優れる。これにより、たとえば反射鏡100を屋外用投光器等に適用した場合でも、不具合は生じないから、熱硬化性シリコーン樹脂は、樹脂被覆層102,105として最も好適である。また、樹脂被覆層102,105の材質は、透明無機誘電体膜104の下記材質との相性に基づき選択することが好適である。
For the formation of the resin coating layers 102 and 105, spray coating, dipping coating, flow coater coating or the like is used, and the layer thickness is preferably 5 to 20 μm. When a thermosetting silicone resin is used as the material of the resin coating layers 102 and 105, all the characteristics of heat resistance, light resistance, water resistance, and sulfidation resistance are excellent. Thus, for example, even when the reflecting
反射層103の材質としては、純銀や銀合金等の銀材料がある。金属膜103の形成には、真空蒸着法や、マグネトロンスパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンアシスト法、プラズマアシスト法、スパッタリング法等の物理的気相成長法(PVD:physical vaper deposition)を用いる。反射層103の材質として、銀材料の代わりに、アルミニウムを用いてもよい。
Examples of the material of the
透明無機誘電体膜104はバリア層である。透明無機誘電体膜104の材質としては、シリカや、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、酸化バリウム、フッ化マグネシウム、酸化ハフニウム、酸化ホフニウム、酸化ランタン等がある。そのなかでも特に、シリカ、アルミナ、フッ化マグネシウム、ジルコニア、および、酸化ホフニウムは、透明性が高く、かつ耐熱性が高いから好ましく、更に、シリカおよびアルミナは耐硫化性後良いので最も好ましい。混合物としては、石英や、水晶、スピネル、コジエライト、バイオセラム等があり、各種ガラス類として、バリウムガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミナガラス、アルミナリン酸ガラス等がある。これら材料は、単独あるいは混合して用いられる。
The transparent inorganic
透明無機誘電体膜104の形成には、真空蒸着法や、マグネトロンスパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンアシスト法、プラズマアシスト法、スパッタリング法、PVD法等を用いる。このような透明無機誘電体膜104では、その上に第2樹脂被覆層105を形成すると、反射層103の材質が銀材料である反射鏡100の反射率は、光の波長が410nmで約87%以上、光の波長が550nmで98%程度以上となり、非常に高くなる。
For forming the transparent inorganic
透明無機誘電体膜の光学膜厚(実膜厚×屈折率)は60nm以下(ただし、0nmを除く)である。なお、これに対応する実膜厚について、透明無機誘電体膜がシリカからなる場合、実膜厚は、40nm以下(ただし、0nmを除く)である。透明無機誘電体膜の光学膜厚を上記範囲に設定することにより、耐水性や、耐熱性、耐光性等の耐久性の向上を図ることができるとともに、保護層の剥離を防止することができるのはもちろんのこと、可視光域の反射率(特に光の波長が410nmであるときの反射率)の向上を図ることができる。また、保護層の剥離を防止することができるので、高温での酸化による銀の変色を防止することができる。 The optical film thickness (actual film thickness × refractive index) of the transparent inorganic dielectric film is 60 nm or less (excluding 0 nm). In addition, about the real film thickness corresponding to this, when a transparent inorganic dielectric film consists of silica, a real film thickness is 40 nm or less (however, except 0 nm). By setting the optical film thickness of the transparent inorganic dielectric film in the above range, durability such as water resistance, heat resistance and light resistance can be improved, and peeling of the protective layer can be prevented. Of course, it is possible to improve the reflectance in the visible light region (particularly, the reflectance when the wavelength of light is 410 nm). Moreover, since peeling of a protective layer can be prevented, discoloration of silver due to oxidation at a high temperature can be prevented.
(2)反射鏡の適用例
反射鏡100は、たとえば照明器具に適用することができる。図3,4は、反射鏡100が適用される照明器具の具体例を表している。
(2) Application example of reflecting mirror The reflecting
図3に示す照明器具210は、天井に取り付けられる高天井用照明器具である。照明器具210は、器具本体211を備え、器具本体211は、本体部212と、本体部212の下端部に設けられたランプホルダ213とを有している。本体部212の上端部には取付部214が設けられ、照明器具200は、取付部214により天井に取り付けられる。
The
ランプホルダ213の下端中央部にはランプLが装着され、ランプホルダ213の先端部には、ランプLを内包する反射笠Rが取り付けられている。反射笠Rの反射面である内表面に、本実施形態の反射鏡100の構成が適用される。
A lamp L is attached to the center of the lower end of the
図4に示す照明器具220は、天井に埋め込まれる埋込ダウンライトである。埋込ダウンライト220は、埋込ダウンライト本体部221および高圧放電ランプHPLから構成されている。埋込ダウンライト本体221は、支持枠222、ランプソケット223、反射鏡224、反射鏡支持金具225、および、化粧枠226を備えている。
The
支持枠222は、天井ボードの取付穴BBに嵌合して配設されている。この場合、支持枠222の下端部外周に設けられた係止フランジ227は、支持枠222の取付穴BBへの嵌合時に天井ボードに当接する。反射鏡224は、回転放物面形状をなし、反射鏡支持金具225により、支持枠22の上部下面に固定されている。反射鏡224の反射面である内表面に、本実施形態の反射鏡100の構成が適用される。
The
以上のような本実施形態の反射鏡100あるいはそれを用いた照明器具210,220では、反射層である金属膜103と保護層である第2樹脂被覆層105との間に、バリア層として透明無機誘電体膜104を形成し、その光学膜厚を60nm以下(ただし、0nmを除く)としている。これにより、耐水性や、耐熱性、耐光性等の耐久性の向上を図ることができるとともに、第2樹脂被覆層105の剥離を防止することができるのはもちろんのこと、可視光域の反射率(特に光の波長が410nmであるときの反射率)の向上を図ることができる。
In the reflecting
また、第2樹脂被覆層105の剥離を防止することができるので、高温での酸化による銀の変色を防止することができる。さらに、反射鏡100の製造では、金属膜103および透明無機誘電体膜104を蒸着により形成すると、金属膜103と蒸着後、同一装置で透明無機誘電体膜104の蒸着を行うことができるので、金属膜103の形成から透明無機誘電体膜104の形成への切り替えが簡単となり、その結果、量産性の向上を図ることができる。
Moreover, since peeling of the second
特に、金属膜103の材質としてシリカを用いると、硫化性ガスによる銀の変色を防止すること(すなわち、耐硫化性を向上させること)ができる。また、基材の表面と金属膜の間にはアンダコート層として第1樹脂被覆層102を形成することにより、基材101表面の凹凸を埋めることにより金属膜103の反射率および金属膜103との密着性を高めることができる。
In particular, when silica is used as the material of the
以下、具体的な実施例を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
(1)実施例1(反射鏡の各種特性に関する透明無機誘電体膜の膜厚依存性評価)
(A)試料の作製
実施例1では、反射膜の各種特性の膜厚依存性を評価した。試料の作製について、基材として板厚が1.5mmアルミ板を用意した。次いで、熱硬化性アクリル樹脂であるNHPR102(日産化学工業社製、固形分は30%)を、乾燥層厚が5μmとなるようにアルミ板にスプレー塗布した。続いて、110℃,10分間の乾燥後、230℃,30分間の加熱でその樹脂を硬化させることにより、第1樹脂被覆層を形成した。次に、真空蒸着法を用いて、第1樹脂被覆層上に、層厚100nmの銀反射層、透明無機誘電体膜を順に形成した。
(1) Example 1 (Evaluation of film thickness dependence of transparent inorganic dielectric film on various characteristics of reflector)
(A) In Preparation Example 1 samples were evaluated film thickness dependency of the various characteristics of the reflective film. For the preparation of the sample, an aluminum plate having a plate thickness of 1.5 mm was prepared as a base material. Subsequently, NHPR102 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., solid content: 30%), which is a thermosetting acrylic resin, was spray-coated on an aluminum plate so that the dry layer thickness was 5 μm. Subsequently, after drying at 110 ° C. for 10 minutes, the resin was cured by heating at 230 ° C. for 30 minutes to form a first resin coating layer. Next, a silver reflective layer having a layer thickness of 100 nm and a transparent inorganic dielectric film were sequentially formed on the first resin coating layer using a vacuum deposition method.
具体的には、真空蒸着法による蒸着装置において、基材温度を150℃、真空度を0.002Paに設定した後、基材温度を50℃まで下げた。次いで、蒸着装置にアルゴンガスを導入してイオン銃でイオンクリーニングを5分間行った後、蒸着材である銀を電子銃で加熱することにより、第1樹脂被覆層上に、層厚が約100nmの銀層を反射層として形成した。蒸着速度は、10Å/sとした。続いて、真空状態を維持したまま、銀層の形成と同様、蒸着材料として真空下シリカを電子銃で加熱することにより、透明無機誘電体膜としてシリカ膜を形成した。次いで、蒸着装置からアルミ板を取り出した後、乾燥層厚が7μmとなるようにNHPR102をシリカ膜上にスプレー塗布した。続いて、110℃,10分間の乾燥後、230℃,30分間の加熱でその樹脂を硬化させることにより、第2樹脂被覆層を形成した。これにより、反射鏡として銀反射鏡を製造した。 Specifically, in a vapor deposition apparatus using a vacuum vapor deposition method, the substrate temperature was set to 150 ° C. and the degree of vacuum was set to 0.002 Pa, and then the substrate temperature was lowered to 50 ° C. Next, after introducing argon gas into the vapor deposition apparatus and performing ion cleaning with an ion gun for 5 minutes, silver as a vapor deposition material is heated with an electron gun, whereby the layer thickness is about 100 nm on the first resin coating layer. The silver layer was formed as a reflective layer. The deposition rate was 10 Å / s. Subsequently, while maintaining the vacuum state, similarly to the formation of the silver layer, silica as a vapor deposition material was heated with an electron gun under vacuum to form a silica film as a transparent inorganic dielectric film. Next, after removing the aluminum plate from the vapor deposition apparatus, NHPR102 was spray-coated on the silica film so that the dry layer thickness was 7 μm. Subsequently, after drying at 110 ° C. for 10 minutes, the resin was cured by heating at 230 ° C. for 30 minutes, thereby forming a second resin coating layer. Thereby, a silver reflecting mirror was manufactured as a reflecting mirror.
以上のような製造におけるシリカ膜の形成では、シリカ膜の膜厚を基材毎に変更することにより、上記銀反射鏡として試料11〜15および比較試料11〜13を得た。具体的には、シリカ膜の光学膜厚について、表試料11では15nm、試料12では7nm、試料13では29nm、試料14では44nm、試料15では58nmとした。比較試料11ではシリカ膜を形成しなく、比較試料12では73nm、比較試料13では146nmとした。なお、表1には各試料のシリカ膜の実膜厚を併記している。 In the formation of the silica film in the production as described above, samples 11 to 15 and comparative samples 11 to 13 were obtained as the silver reflecting mirror by changing the film thickness of the silica film for each substrate. Specifically, the optical film thickness of the silica film was 15 nm for Table Sample 11, 7 nm for Sample 12, 29 nm for Sample 13, 44 nm for Sample 14, and 58 nm for Sample 15. The comparative sample 11 did not form a silica film, the comparative sample 12 was 73 nm, and the comparative sample 13 was 146 nm. Table 1 also shows the actual film thickness of the silica film of each sample.
(B)実験方法
試料11〜15および比較試料11〜13について、以下のような反射率測定および密着性試験を行った。また、以下のような耐熱性試験、耐硫化性試験、あるいは、耐水試験を行った後、反射率測定および密着性試験(セロハンテープ剥離性評価)を行った。比較試料11〜13について、反射率測定および密着性試験を行った。また、以下のような耐熱性試験を行った後、反射率測定および密着性試験を行った。また、耐水試験を行った後、密着性試験を行った
(B) Experimental method Samples 11 to 15 and comparative samples 11 to 13 were subjected to the following reflectance measurement and adhesion test. Further, after performing the following heat resistance test, sulfidation resistance test, or water resistance test, reflectance measurement and adhesion test (cellophane tape peelability evaluation) were performed. About the comparative samples 11-13, the reflectance measurement and the adhesiveness test were done. Further, after performing the following heat resistance test, reflectance measurement and adhesion test were performed. Also, after performing a water resistance test, an adhesion test was performed.
反射率は、分光光度計V-570(ジャストシステム社製)を用いて測定した。密着性試験では、クロスカットガイドを用いることにより、第2樹脂被覆層から銀層に達する切り傷として、1mm間隔で100個の升目を形成した。次いで、第2樹脂被覆層にセロハンテープを十分に密着させた後、セロハンテープを勢い良く剥がした後、 第2樹脂被覆層に残っている升目の数を調べた。耐熱性試験では、ドライ雰囲気下,150℃で加熱を行い、その後、上記反射率測定と上記密着性試験を行った。 The reflectance was measured using a spectrophotometer V-570 (manufactured by Justsystem). In the adhesion test, 100 squares were formed at 1 mm intervals as cuts reaching the silver layer from the second resin coating layer by using a cross cut guide. Next, after the cellophane tape was sufficiently adhered to the second resin coating layer, the cellophane tape was peeled off vigorously, and then the number of cells remaining in the second resin coating layer was examined. In the heat resistance test, heating was performed at 150 ° C. in a dry atmosphere, and then the reflectance measurement and the adhesion test were performed.
耐硫化試験では、1リットル容器を80℃雰囲気とし、そのなかに1gの硫黄が開放容器および0.04gの水が入った開放容器とともに試料を配置した。次いで、1リットル容器を密封後、試料を96時間暴露した後、上記反射率測定と上記密着性試験を行った。耐水試験では、沸騰したイオン交換水に試料を15分間浸浸し、その後、上記反射率測定と上記密着性試験を行った。 In the sulfidation resistance test, a 1-liter container was placed in an 80 ° C. atmosphere, and a sample was placed together with an open container containing 1 g of sulfur and 0.04 g of water. Next, after sealing the 1 liter container, the sample was exposed for 96 hours, and then the reflectance measurement and the adhesion test were performed. In the water resistance test, the sample was immersed in boiling ion exchange water for 15 minutes, and then the reflectance measurement and the adhesion test were performed.
試料11〜15および比較試料11〜13の各試験結果を表1,2に示す。表1,2の反射率は、標準白色板の反射率を100%とした場合の相対値である。光の波長が410nmのときの反射率の合否の基準について、耐久試験前では85%以上を合格とし、85%未満を不合格とした。耐久試験後では80%以上を合格とし、80%未満を不合格とした。密着性について、第2樹脂被覆層の剥離が無かったものを合格(表では”○”と表記)とし、第2樹脂被覆層の剥離があったものを不合格(表では”×”と表記)とした。 Tables 1 and 2 show the test results of Samples 11 to 15 and Comparative Samples 11 to 13, respectively. The reflectances in Tables 1 and 2 are relative values when the reflectance of the standard white plate is 100%. Regarding the standard of pass / fail of reflectivity when the wavelength of light is 410 nm, 85% or more was passed before the endurance test, and less than 85% was rejected. After the durability test, 80% or more was accepted and less than 80% was rejected. For adhesion, the one with no peeling of the second resin coating layer was accepted (indicated as “◯” in the table), and the one with peeling of the second resin coating layer was rejected (indicated as “×” in the table). ).
(C)実験結果
表1に示すように、シリカ膜の光学膜厚が60nm以下(ただし、0nmを除く)である試料11〜15について、光の波長が410nmのときの反射率の全てが85%以上で合格となり、耐熱性試験後の反射率、耐硫化試験後の反射率、および、耐水試験後の反射率の全てが80%以上で合格となった。特に、光の波長が410nmのときの反射率は、シリカ膜を形成しなかった比較試料11と比較して、非常に高くなった。なお、比較試料11では、反射率の大幅な低下のみならず、外観が黄色となり、実用上問題のあるレベルであった。また、試料11〜15では、密着性試験、耐熱性試験後の密着性試験、耐硫化試験後の密着性試験、および、耐水試験後の密着性試験で第2樹脂被覆層の剥離が発生せず、全ての試験で密着性が合格であった。
(C) Experimental results As shown in Table 1, for samples 11 to 15 in which the optical film thickness of the silica film is 60 nm or less (excluding 0 nm), all of the reflectance when the wavelength of light is 410 nm is 85. %, The reflectance after the heat resistance test, the reflectance after the sulfurization resistance test, and the reflectance after the water resistance test were all 80% or more. In particular, the reflectance when the wavelength of light was 410 nm was very high as compared with the comparative sample 11 in which the silica film was not formed. The comparative sample 11 had a practically problematic level as well as a significant decrease in reflectivity and a yellow appearance. In Samples 11 to 15, peeling of the second resin coating layer occurred in the adhesion test, the adhesion test after the heat resistance test, the adhesion test after the sulfidation resistance test, and the adhesion test after the water resistance test. In all tests, the adhesion was acceptable.
一方、シリカ膜の光学膜厚が60nm超とした比較試料12,13について、光の波長が410nmのときの反射率、および、耐熱性試験後の反射率の全てが85%以上で合格となった。また、密着性試験および耐熱性試験後の密着性試験では、第2樹脂被覆層の剥離が発生せず、全ての試験で密着性が合格であった。しかしながら、耐水試験後の密着性試験では、第2樹脂被覆層の剥離が発生し、全ての試験で密着性が不合格であった。 On the other hand, with respect to Comparative Samples 12 and 13 in which the optical film thickness of the silica film exceeds 60 nm, the reflectance when the wavelength of light is 410 nm and the reflectance after the heat resistance test are all over 85% and pass. It was. Moreover, in the adhesion test after the adhesion test and the heat resistance test, the second resin coating layer did not peel off, and the adhesion was acceptable in all tests. However, in the adhesion test after the water resistance test, the second resin coating layer was peeled off, and the adhesion was unacceptable in all tests.
なお、シリカ膜を形成しなかった比較試料11では、上記のように反射率およびその外観において実用上問題があったが、密着性試験、耐熱性試験後の密着性試験、耐硫化試験後の密着性試験、および、耐水試験後の密着性試験で第2樹脂被覆層の剥離が発生せず、全ての試験で密着性が合格であった。 In Comparative Sample 11 in which the silica film was not formed, there was a practical problem in reflectance and appearance as described above. However, the adhesion test, the adhesion test after the heat resistance test, and the sulfuration resistance test were performed. Peeling of the second resin coating layer did not occur in the adhesion test and the adhesion test after the water resistance test, and the adhesion was acceptable in all tests.
以上のことから、光の波長が410nmであるときの反射率の向上、および、耐熱性や、耐硫化性、耐水性等の耐久性の向上の両立を図るためには、透明無機誘電体膜の光学膜厚を60nm以下(ただし0nmを除く)に設定する必要があることを確認した。 From the above, in order to achieve both improvement in reflectance when the wavelength of light is 410 nm and improvement in durability such as heat resistance, sulfidation resistance and water resistance, a transparent inorganic dielectric film It was confirmed that it was necessary to set the optical film thickness to 60 nm or less (excluding 0 nm).
(2)実施例2(各種材質からなる透明無機誘電体膜を備えた反射鏡の特性評価)
実施例2では、透明無機誘電体膜の材質を基材毎に変更し、第2樹脂被覆層の材質として熱硬化性アクリル樹脂の代わりにシリコーン樹脂を用いた以外は、実施例1と同様な手法で、銀反射鏡として試料21〜24を得た。透明無機誘電体膜の材質について、試料21,22ではアルミナ(Al2O3)(光学膜厚16,32nm)、試料23ではフッ化マグネシウム(MgF2)(光学膜厚7nm)、アルミナおよび酸化ランタン(La2O3)(光学膜厚9nm)を用い、各材質は蒸着により銀層上に形成した。第2樹脂被覆層は、シリコーン樹脂(信越化学社製KR311)を透明無機誘電体膜上にスプレー塗布した。このような試料21〜24について、実施例1と同様な試験を行った。その結果を表3に示す。
(2) Example 2 (Characteristic evaluation of a reflector provided with a transparent inorganic dielectric film made of various materials)
In Example 2, the material of the transparent inorganic dielectric film was changed for each base material, and the same as in Example 1 except that a silicone resin was used instead of the thermosetting acrylic resin as the material of the second resin coating layer. By the method, samples 21 to 24 were obtained as silver reflectors. Regarding the material of the transparent inorganic dielectric film, alumina (Al 2 O 3 ) (optical film thickness 16, 32 nm) is used in samples 21 and 22, and magnesium fluoride (MgF 2 ) (optical film thickness 7 nm), alumina, and oxidation are used in sample 23. Lanthanum (La 2 O 3 ) (optical film thickness 9 nm) was used, and each material was formed on the silver layer by vapor deposition. As the second resin coating layer, a silicone resin (KR311 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was spray-coated on the transparent inorganic dielectric film. Such samples 21 to 24 were tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
表3に示すように、各種材質からなる透明無機誘電体膜を備えた試料21〜24について、光の波長が410nmのときの反射率の全てが85%以上で合格となり、耐熱性試験後の反射率、耐硫化試験後の反射率、および、耐水試験後の反射率の全てが80%以上で合格となった。特に、光の波長が410nmのときの反射率は、透明無機誘電体膜を形成しなかった実施例1の比較試料11と比較して、非常に高くなった。また、試料21〜試料24では、密着性試験、耐熱性試験後の密着性試験、耐硫化試験後の密着性試験、および、耐水試験後の密着性試験で第2樹脂被覆層の剥離が発生せず、全ての試験で密着性が合格であった。 As shown in Table 3, with respect to samples 21 to 24 provided with transparent inorganic dielectric films made of various materials, all of the reflectances when the wavelength of light is 410 nm passed at 85% or more, and after the heat resistance test The reflectivity, the reflectivity after the sulfur resistance test, and the reflectivity after the water resistance test were all 80% or more and passed. In particular, the reflectance when the wavelength of light was 410 nm was very high as compared with the comparative sample 11 of Example 1 in which the transparent inorganic dielectric film was not formed. In samples 21 to 24, peeling of the second resin coating layer occurred in the adhesion test, the adhesion test after the heat resistance test, the adhesion test after the sulfidation resistance test, and the adhesion test after the water resistance test. The adhesion was acceptable in all tests.
以上のことから、各種材質からなる透明無機誘電体膜を備えた反射鏡では、光の波長が410nmであるときの反射率の向上、および、耐熱性や、耐硫化性、耐水性等の耐久性の向上の両立を図ることができることを確認した。 From the above, in the reflector provided with the transparent inorganic dielectric film made of various materials, the reflectance is improved when the wavelength of light is 410 nm, and durability such as heat resistance, sulfidation resistance, and water resistance is provided. It was confirmed that it is possible to achieve both improvement in performance.
100…反射鏡、101…基材、102…第1樹脂被覆層(他の樹脂被覆層)、103…金属膜、104…透明無機誘電体膜、105…第2樹脂被覆層(樹脂被覆層)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記金属膜と前記樹脂被覆層との間に透明無機誘電体膜が形成され、
前記透明無機誘電体膜の光学膜厚は、60nm以下(ただし、0nmを除く)であることを特徴とする反射鏡。 In the reflector in which the metal film and the resin coating layer are laminated in order from the substrate side on the substrate,
A transparent inorganic dielectric film is formed between the metal film and the resin coating layer,
An optical film thickness of the transparent inorganic dielectric film is 60 nm or less (however, excluding 0 nm).
前記透明無機誘電層はシリカあるいはアルミナからなることを特徴とする請求項1に記載の反射鏡。 The metal film is made of a silver material,
The reflecting mirror according to claim 1, wherein the transparent inorganic dielectric layer is made of silica or alumina.
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