JP2017194493A - 光学機器用の遮熱膜、光学機器用の遮熱塗料、およびそれらを用いる光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明によれば、太陽光に対するより高い反射率を持ち、薄膜でも遮熱効果が高い位置精度が必要な光学機器用の遮熱膜、光学機器用の遮熱塗料、光学機器を提供する。【解決手段】本発明の光学機器用の遮熱膜は、少なくともｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子とｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の樹脂を含む光学機器用の遮熱膜であって、前記粒子の平均粒径が２μｍ以上５μｍ以下であり、全粒子に対する粒径が１．５μｍ以下の粒子の重量比が３５質量％以下であることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、カメラやビデオ、放送機器などの光学機器のレンズ鏡筒や、その他の屋外で使用される可能性があるカメラ本体、ビデオ本体、監視カメラ、お天気カメラ等の光学機器に用いられる遮熱膜および遮熱塗料に関する。

遮熱膜とは、屋外で使用した際に太陽光による部材の温度上昇を抑制する機能を有する膜である。従来、太陽光による部材の温度上昇を抑制する方法としては、図１に示すように太陽による入射光１を赤外線反射膜４で反射光２として反射する方法が知られており、入射光１に対する反射光２の比率を大きくすることで、透過光３による発熱を抑制することが出来る。その他の遮熱方法としては赤外線反射膜４の替わりに熱伝導率が低い断熱層を設けたり、熱を外部に放出するための放熱層を設けたり、それらを組み合わせたりする方法がある。

一方、光学機器はピント調整等を行うため、位置精度が非常に重要な機器である。例えば、図２に示すように光学機器のレンズ鏡筒８はレンズ６およびその鏡筒カバー等から成っており、ピント調整のための摺動する嵌合部分７が設けられている。基材５の表層に遮熱膜９を設けることにより、光学機器が太陽光に暴露されても太陽光による光学機器の温度上昇を抑制し、焦点等の位置精度を保持することが出来る。

特許文献１には、レンズ鏡筒用の遮熱膜において、着色層、赤外線反射層および断熱層からなる膜が開示されている。特許文献１では、赤外線反射層だけでなく、膜厚が５００μｍから２０００μｍの断熱層を設けることにより遮熱効果を高めている。

特開２００９−１３９８５６号公報

しかしながら、特許文献１のように膜厚が５００μｍから２０００μｍの断熱層を設けるとレンズ鏡筒の膜厚自体が厚くなり、摺動する嵌合部分の位置精度を十分に出すことが困難である。

本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、薄膜でも反射率が高く、太陽光による温度上昇が少ない光学機器用の遮熱膜、光学機器用の遮熱塗料、光学機器を提供するものである。

本発明の光学機器は、レンズと、内部に前記レンズを配置しているレンズ鏡筒とを有する光学機器であって、前記レンズ鏡筒の外周表面の少なくとも一部に遮熱膜を有し、前記遮熱膜は、ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子とｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の樹脂とを有し、前記粒子は、平均粒径が２μｍ以上５μｍ以下であり、前記粒子における粒径が１．５μｍ以下の割合が３５質量％以下であることを特徴とする。
本発明の遮熱膜は、ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子とｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の樹脂とを有する遮熱膜であって、前記粒子は、平均粒径が２μｍ以上５μｍ以下であり、前記粒子における粒径が１．５μｍ以下の割合が３５質量％以下であることを特徴とする。
本発明の遮熱塗料は、ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子とｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の樹脂と、溶剤を有する遮熱塗料であって、前記粒子は、平均粒径が２μｍ以上５μｍ以下であり、前記粒子における粒径が１．５μｍ以下の割合が３５質量％以下であることを特徴とする。

本発明によれば、太陽光に対して高い反射率を持ち、薄膜でも遮熱効果が高いため、位置精度が必要な光学機器用の遮熱膜、光学機器用の遮熱塗料、光学機器を提供することが出来る。

基材５の上面に赤外線反射膜４を形成した際の太陽光の反射および吸収の状態を示す断面模式図である。 レンズ鏡筒８の断面模式図である。 粒子１０と樹脂１１界面の反射を示す断面模式図である。 分光光度計による反射率の測定形態模式図である。 温度の評価方法を示す模式図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
まず、太陽光の反射率を向上するための方法を説明する。次に、太陽光の反射率を向上するための本発明の光学機器用の遮熱塗料、光学機器用の遮熱膜、光学機器について説明する。本発明の光学機器は、レンズと、内部に前記レンズを配置しているレンズ鏡筒を有し、前記レンズ鏡筒の外周表面の少なくとも一部に遮熱膜を有する。
本発明において、「粒径」とは、粒子の体積より換算した直径であり、レーザー回折式粘度分析計により求められる。
また、本発明における「平均粒径」には、メジアン径を用いた。

［太陽光の反射率向上のメカニズム］
太陽光の波長は約０．３μｍから約３μｍの範囲であり、これらの波長の光が図１に示すように透過光３となると熱エネルギーに変換され、基材５が発熱する。よって、断熱層なしに太陽光による発熱を抑制するためには、入射光１に対する反射光２の比率を出来るだけ上げて内部への光の透過による発熱を抑制する必要がある。

太陽光の波長である０．３μｍから３μｍの範囲は粒径が数μｍの粒子に対してはＭｉｅ散乱の領域であり、Ｍｉｅ散乱の計算を行うと粒径が約１μｍ付近において、太陽光の反射率が最も高くなる。このため、太陽光の反射粒子の粒径は１μｍ付近であるのが一般的である。尚、Ｍｉｅ散乱の計算についてはLight Scattering Theory(Department of Mechanical and Aerospace Engineering University of Florida; David W. Hahn)の式を用いた。

本発明者は、反射率の更なる向上について鋭意検討したところ、粒子の粒径、屈折率および粒度分布の範囲、更に樹脂の屈折率を適正な範囲とすることで、大きく反射率を向上させることが出来ることを見出した。

まず、ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下で平均粒径が２μｍ以上の粒子を用いると反射率が高くなることを見出した。この粒径はＭｉｅ散乱の計算値の最適解である１μｍより大きい。一般的なＭｉｅ散乱の計算は入射光に対して、３６０°全ての方位の散乱の合計を計算する。しかし、入射光に対して実際に反射して膜外に出る光は後方散乱のみである。よって、粒径が大きい方が遮蔽効果が大きく前方散乱が少ないため、実際に反射率を向上するためには粒径が２μｍ以上である必要がある。また、平均粒径が５μｍを超えると膜の凹凸が大きくなり膜厚精度が悪化する。従って、本願発明における上記粒子の平均粒径は２μｍ以上５μｍ以下となる。

更に、樹脂の屈折率と粒子の屈折率の間には相関があり、粒子のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下に対して樹脂のｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下で最も反射率が高くなることを見出した。図３に示すように樹脂１１の屈折率が高いと粒子１０との屈折率差が小さくなり入射光１に対する反射光２の量が減少するが、樹脂１１の屈折率が低くなりすぎると粒子１０との屈折率差が広がりすぎて粒子１０内に入った光が粒子内での反射１２を繰り返して樹脂１１側に出ることが出来ずに光が閉じ込められて逆に反射率が低下すると推測される。よって、粒子のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下に対して樹脂のｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下で最も反射率を向上させることで温度低減効果を高めることが出来る。

［光学機器用の遮熱塗料］
以下に、本発明の光学機器用の遮熱塗料の材料構成および本発明の遮熱塗料の製造方法について説明する。

《材料構成》
本発明の光学機器用遮熱塗料は、少なくともd線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子と樹脂と溶剤を含む。

（d線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子）
まず、本発明のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子について説明する。
本発明のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子には、最も好適な材料としてルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタンを用いることが出来る。また、色を調整する必要がある場合は、可視光領域に吸収を持つ酸化クロム、チタン、酸化銅、タングステン、白金、酸化鉄、ヘマタイト等を用いることができる。ただし、可視光から赤外領域での消衰係数が低い酸化チタンと比較して、特に可視光領域の消衰係数が高い材料は太陽光の反射率がやや低下する傾向にあるが、本発明の範囲に粒径を調整することでより高い太陽光の反射率を得ることが出来る。ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子は１種類を単独で用いても複数を混合してもよい。

本発明のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子は、平均粒径が２μｍ以上５μｍ以下である。平均粒径が２μｍ未満になると太陽光の反射率が低下する。また、平均粒径が５μｍを超えると膜の凹凸が大きくなり膜厚精度が悪化する。

また、粒径が１．５μｍ以下の粒子が増加すると太陽光が通過する比率が増えるため、塗膜内での吸収が起こり太陽光の反射率が低下する。本願発明においては、ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下であって粒径が１．５μｍ以下の割合が３５質量％以下になるように調整される。

また、本発明のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子はその粒子の表面が任意の有機材料や無機材料で被覆されていても構わない。また、形状は不定形であっても球形であっても燐片状であっても中空であっても構わないが、より好ましくは表面の凹凸が少ない形状である。

本発明のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子の含有量は、遮熱塗料に対して１０重量％以上９０重量％以下であることが好ましい。粒子の含有量が１０重量％未満になると、基材まで到達する光が増加して太陽光の反射率が低下する。また、粒子の含有量が９０重量％を超えると塗膜の脆性が悪化する。

（樹脂）
次に、本発明の樹脂について説明する。
本発明の樹脂は、ｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下である。樹脂のｄ線屈折率が１．４２を越えると樹脂と粒子の屈折率差が少ないために樹脂と粒子界面の反射率が低下する。また、樹脂のｄ線屈折率が１．３２未満になると樹脂と粒子の屈折率差が大きくなりすぎて粒子内部へ透過した光が閉じ込められ太陽光が吸収されるため反射率が低下していく。

本発明のｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の樹脂としては、その範囲に入る材料であれば任意の材料を用いることが出来るが、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂、フッ素基を導入した樹脂が好ましい。シリコーン系樹脂の一例としては、メチル系、メチル／フェニル系、プロピル／フェニル系、エポキシ樹脂変性、アルキッド樹脂変性、ポリエステル樹脂変性、ゴム系、それらのレジンやオリゴマー等が挙げられる。また、樹脂の屈折率を調整するために粒径が１００ｎｍ以下の低屈折率粒子を混合して用いても構わない。低屈折率粒子としては、有機粒子を用いても無機粒子を用いても構わない。材料としては、フッ素系、ＭｇＦ_２、シリカ等が挙げられる。形状は球状であっても、不定形であっても、中空であっても、細孔があっても構わない。中空粒子としては、例えば、シリカ、フッ化マグネシウム、有機樹脂が挙げられる。なお、シリコーン樹脂には、例えばＫＣ−８９Ｓ（信越シリコーン）、ＫＲ−４００（信越シリコーン）を用いることができる。ｄ線屈折率が１．４２の樹脂には、例えばＸ−４１−１８１０（信越シリコーン）、Ｘ−４１−１８０５（信越シリコーン）、Ｘ−４１−１８１８（信越シリコーン）、ＫＲ２５１（信越シリコーン）を用いることができる。

また、本発明の樹脂の含有量は遮熱塗料に対して５重量％以上５０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは７重量％以上３０重量％以下である。本発明の樹脂の含有量が５重量％未満になると基材との密着性が悪化する。また、本発明の樹脂の含有量が５０重量％を超えると、太陽光の反射率が悪化する。

（溶剤）
次に、溶剤について説明する。
溶剤としては、任意の材料を用いて良い。溶剤の一例としては、水、シンナー、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トルエン、キシレン、アセトン、セロソルブ類、グリコールエーテル類、エーテル類等が挙げられる。これらの溶媒は、１種類を用いても複数の種類を混合して用いても良い。

遮熱塗料の好ましい粘度は、１０ｍＰａ・ｓ以上１００００ｍＰａ・ｓ以下である。遮熱塗料の粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満になると塗布後の遮熱膜の膜厚が薄くなる箇所が生じる場合がある。また、１００００ｍＰａ・ｓより大きくなると遮熱塗料の塗工性が低下する。

（添加剤）
本発明の遮熱塗料は樹脂のｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の範囲で収まる限り、その他の任意の添加剤を樹脂の一部として含んでいてもよい。その一例としては、分散剤、硬化剤、硬化触媒、可塑剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、赤外線透過型有機着色剤、赤外線透過型無機着色剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、ｄ線屈折率が２．５以下の無機粒子および有機粒子、ｄ線屈折率が３．２以上の無機粒子等が挙げられる。なお、分散剤は、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１１８（ビックケミージャパン）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１１０（ビックケミージャパン）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１１１（ビックケミージャパン）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１０２（ビックケミージャパン）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９０（ビックケミージャパン）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１０６（ビックケミージャパン）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８０（ビックケミージャパン）、ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１０８（ビックケミージャパン）、デモールＥＰ（花王）を用いることができる。

《遮熱塗料の製造方法》
以下に本発明の遮熱塗料の製造方法について説明する。
本発明の遮熱塗料の製造方法としては本発明のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子を樹脂と溶媒からなる溶液中に分散出来れば任意の方法を用いることが出来る。一例としては、ビーズミル、ボールミル、ジェットミル、三本ローラー、遊星回転装置、ミキサー、超音波分散機等が挙げられる。

［光学機器用の遮熱膜］
以下に本発明の光学機器用の遮熱膜の材料構成および膜構成について説明する。

《材料構成》
以下に本発明の光学機器用の遮熱膜の材料構成について説明する。
本発明の遮熱膜は、ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子と樹脂を有する。

（ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子）
上記遮熱塗料を塗布して下記の方法により形成された遮熱膜において、本発明のｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子の含有量は、遮熱膜に対して２０体積％以上６０体積％以下であることが好ましい。粒子の含有量が２０体積％未満になると、基材まで到達する光が増加するため太陽光の反射率が低下する。また、粒子の含有量が６０体積％を超えると塗膜の脆性が悪化する。

（樹脂）
上記した樹脂の含有量は遮熱膜に対して１０体積％以上７８体積％以下であることが好ましく、より好ましくは２０体積％以上７０体積％以下である。本発明の樹脂の含有量が１０体積％未満になると基材との密着性が悪化する。また、本発明の樹脂の含有量が７８体積％を超えると、太陽光の反射率が悪化する。

（添加剤）
本発明の遮熱膜は樹脂のｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の範囲で収まる限り、樹脂の一部としてその他の任意の添加剤を含んでいてもよい。その一例としては、分散剤、硬化剤、硬化触媒、可塑剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、赤外線透過型有機着色剤、赤外線透過型無機着色剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、ｄ線屈折率が２．５以下の無機粒子および有機粒子、ｄ線屈折率が３．２以上の無機粒子等が挙げられる。

《膜構成》
本発明の遮熱膜９は少なくとも基材５より外側に形成される。その形態としては、基材５と密着していてもよいし、基材５と遮熱膜９の間に密着性を向上させるプライマー層が設けられていてもよい。

（基材）
基材としては、任意の材料を用いることが出来るが、金属やプラスチックが好ましい。金属材料としては、アルミニウム、チタン、ステンレス、マグネシウム合金等が挙げられる。プラスチック材料の一例としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。

また、基材の厚みとしては任意の厚みを持つことが出来るが、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。膜厚が０．５ｍｍ未満になるとレンズ鏡筒の形状を保持することが困難である。また、膜厚が５ｍｍを超えると部材のコストが高くなる。

（プライマー）
プライマーとしては、任意の材料を用いることが出来るが、一例としてはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。また、プライマーには本発明の粒子や本発明以外の粒子、着色剤、分散剤、硬化剤、硬化触媒、可塑剤、チキソ性付与剤、レベリング剤、有機着色剤、無機着色剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、カップリング剤、溶媒の残渣が含まれていても構わない。

また、プライマーの膜厚としては２μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下がより好ましい。膜厚が２μｍ未満では膜の密着性が低下することがあり、３０μｍを超える場合は位置精度に悪影響をおよぼすことがある。

（本発明の遮熱膜の膜厚）
本発明の遮熱膜の平均膜厚は１０μｍ以上７０μｍ以下であることが好ましい。膜厚が１０μｍ未満になると、基材側に光が透過して太陽光の反射率が悪化する。膜厚が７０μｍを超えると位置精度が悪化する。膜厚精度については、規格値に対して±１５μｍであることが好ましくより好ましくは±１０μｍの範囲である。

《本発明の遮熱膜の形成方法》
本発明の遮熱膜は、硬化後の膜厚が１０μｍ以上７０μｍ以下になるように本発明の遮熱塗料を均一に塗布出来れば任意の塗布方法および硬化方法を用いることが出来る。

本発明の光学機器用の遮熱膜の塗布方法の一例としては、ハケ塗り、スプレー塗布、ディップコーティング、転写等が挙げられる。また、遮熱膜は１層塗りであっても、多層塗りであっても構わないし、意匠性を出すためにシボ加工されていても良い。

また、本発明の光学機器用の遮熱膜の硬化方法としては室温放置しても構わないし、任意の熱により硬化を促進したり、紫外線を与えても構わない。熱を与えて硬化させる方法としては、加熱炉、ヒーター、赤外線加熱等が挙げられる。硬化温度としては、室温から４００℃が好ましく更に室温から２００℃が好ましい。

以下に、本発明における好適な実施例について説明する。
実施例１から１５における遮熱塗料の調製、遮熱膜の作製、反射率の評価、温度の評価、膜厚精度の評価は下記の方法で行った。

〈反射率の測定方法〉
反射率は図４に示すように、分光光度計（Ｕ−４０００；日立ハイテク）を用いて測定した。
測定用のサンプルには３０ｍｍ角で厚みが１ｍｍの金属板に、本発明の遮熱塗料を塗布し硬化して本発明の遮熱膜を形成して用いた。金属板には、ステンレス、アルミニウム、チタン、マグネシウム合金等の中のいずれかを用いた。また、金属板の表面にスピンコーターで所望の膜厚になるように本発明の遮熱膜を塗布し、焼成した。

次に、反射率の測定方法を説明する。図４に示すように積分球１３に対して波長４００ｎｍ〜２６００ｎｍの入射光１を入射させた。まず、入射光１に対して入射角５°傾けた試験片を取り付け部１４に１００％反射が起こるアルミナ焼結体のブランクを設置し、ベースライン測定を行った。続いて、試験片取り付け部１４にブランクの替わりに本発明の遮光膜を形成した試験片を設置し、４００ｎｍ〜２６００ｎｍの光を入射させ、検出部１５で検出して反射率を測定した。また、反射率は４００ｎｍ〜２６００ｎｍにおいて１ｎｍおきの平均反射率の値を記載した。反射率は温度の評価結果と相関があり、９４％以上で下記の温度評価結果において良好な値を示した。このことより、反射率が９４％以上であれば良好な遮熱膜であると言える。

〈温度低減効果の評価方法〉
図５は温度の評価方法を示す模式図である。図５に示すように、温度測定には、ランプ１６、温度測定用治具１９および温度評価用の試験片１７を用いた。温度測定は、温度測定箇所１８にて測定した。

温度評価用の試験片１７には、１００ｍｍ角で厚みが１ｍｍの金属板に本発明の遮熱膜を形成して用いた。金属板には、ステンレス、アルミニウム、チタン、マグネシウム合金等の中のいずれかを用いた。また、金属板の表面にスピンコーターで所望の膜厚になるように本発明の遮熱膜を塗布し、焼成した。温度測定用治具１９には、表面が白色１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×１２０ｍｍの段ボール箱を用い、温度評価用の試験片１７取り付け部分に９０ｍｍ×９０ｍｍ角の窓部を設けた。
また、ランプ１６にはハイラックスＭＴ１５０ＦＤ６５００Ｋ（岩崎電気）を用いた。

次に、温度測定用治具１９に温度評価用の試験片１７を取り付け、温度評価用の試験片１７の裏面の温度測定箇所１８に熱電対を取り付けた。温度評価用の試験片１７が取り付けられた温度測定用治具１９をランプ１６との距離が１００ｍｍになるように設置した。次にランプ１６を６０分間照射し、６０分後の温度を測定した。

温度低減効果は、温度評価用の試験片１７の表面に黒色のブランクを形成して温度測定し、実施例の遮熱膜の温度測定結果との差分を計算して温度低減効果とした。

黒色のブランク膜としてはカーボンブラック（ＭＡ１００；三菱化学）２０ｇ、エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８；三菱化学）１００ｇ、アミン硬化剤（ＳＴ１１；三菱化学）７０ｇ、シンナー２０ｇを遊星回転装置で混合した塗料を温度評価用の試験片１７の表面に塗布し、焼成して作製した。

温度低減効果が１５℃〜２０℃であれば良好な遮熱膜であると評価した（下記表：○）。また、温度低減効果が１５℃未満になると、良好な遮熱膜ではないと評価した（下記表：×）。

〈膜厚精度の評価方法〉
以下に、膜厚精度の評価方法について説明する。光学機器は位置精度が厳しいが、膜厚精度がばらつくと位置精度が悪化する。膜厚精度評価用のサンプルには３０ｍｍ角で厚みが１ｍｍの金属板に本発明の遮熱膜を所望の膜厚になるようにスプレーで本発明の遮熱膜を塗布し、焼成した。評価用のサンプルは２０枚用意し、１枚につきマイクロメーターで５か所の膜厚を測定してその平均値を算出し膜厚とした。また２０枚の試験片の膜厚の平均値を算出し、平均値からの最大ズレ量を膜厚ばらつきの値とした。尚、最大ズレ量とは２０枚の試験片×５か所で合計１００か所についての最大ズレ量とした。

膜厚ばらつきが±１０μｍ以内の精度であれば膜厚の均一性が良好と評価した（下記表：○）。膜厚ばらつきが±１０μｍを超えて±１５μｍ以内であればやや位置精度は劣るが光学機器として使用できる膜厚均一性であると評価した（下記表：△）。膜厚ばらつきが±１５μｍを超えると、位置精度が悪化するので光学機器として使用することが困難になる（下記表：×）。

（実施例１）
＜遮熱塗料の調製＞
実施例１は、以下の方法で遮熱塗料を作製した。酸化チタンＨＴ０２１０（東邦チタニウム；平均粒径２．２５μｍ）２１０ｇ、シリコーン樹脂４０ｇ、分散剤２．４ｇ、溶剤３０ｇを秤量し、遊星回転装置（泡取練太郎；シンキー）にて１０分間撹拌して、実施例１の遮熱塗料を得た。

＜遮熱膜の作製＞
実施例１では、表１に記載される材料および条件の下、以下の方法で遮熱膜を作製した。上記の遮熱塗料を反射率測定用の試験片、温度評価用の試験片１７、膜厚精度評価用の試験片に膜厚が４０μｍになるように塗布し、室温で１時間硬化させ、実施例１の遮熱膜を得た。

（実施例２〜１５）
実施例２〜１５では、表１〜３の材料および条件にする以外は実施例１と同様にして、遮熱塗料および遮熱膜を作製した。尚、平均粒径が３μｍの酸化チタンにはＨＴ０１１０（東邦チタニウム）、平均粒径が５μｍ酸化チタンについては、粒径が８０ｎｍの酸化チタンを、ロータリーキルンで低温で乾燥させた後に、１１００℃の温度で２時間焼成して作製した。
ｄ線屈折率が１．４２の樹脂には、Ｘ−４１−１８１０（信越シリコーン）、Ｘ−４１−１８０５（信越シリコーン）、Ｘ−４１−１８１８（信越シリコーン）、ＫＲ２５１（信越シリコーン）のいずれかを用いた。
フッ素樹脂としては、ゼッフル（ダイキン；ｄ線屈折率１．４０）を用いた。

なお、全ての実施例において、ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下であって粒径が１．５μｍ以下の粒子の割合が３５質量％以下になるように調製した。

〈評価結果〉
上記の方法により、実施例１から１５の遮熱膜の反射率および温度低減効果を評価した結果を、表４〜６に記す。

測定結果としては、遮熱膜の反射率は９４％以上であることが好ましい。また、温度低減効果はブランクとの差分が１５℃以上あることが好ましい。また、膜厚精度は±１５μｍ以内であることが好ましく、膜厚精度が±１０μｍ以内であることがより好ましい。

実施例１では、表１に示すように、平均粒径が２．２５μｍの酸化チタンとｄ線屈折率が１．３９のシリコーン樹脂を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果を評価した結果を表４に示す。反射率の評価結果は、９６％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例２では、実施例１に対し、平均粒径が３μｍと粒径が大きい酸化チタンを用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表４に示す。反射率の評価結果は、９６％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例３では、実施例１に対し、平均粒径が５μｍと粒径が大きい酸化チタンを用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表４に示す。反射率の評価結果は、９５％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例４では、実施例１に対し、全粒子に対する粒径１．５μｍ以下の粒子の割合が３５体積％となるように、平均粒径が１μｍの酸化チタン粒子（ＪＲ−１０００；テイカ）を添加して調整した酸化チタンを用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表４に示す。反射率の評価結果は、９５％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例５では、実施例１に対し、遮熱膜に対する酸化チタンの比率が２０体積％になるように調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表４に示す。反射率の評価結果は、９４％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃とやや劣るが良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例６では、実施例１に対し、遮熱膜に対する酸化チタンの比率が２２体積％になるように調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表５に示す。反射率の評価結果は、９５％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例７では、実施例１に対し、遮熱膜に対する酸化チタンの比率が５９体積％になるように調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表５に示す。反射率の評価結果は、９８％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例８では、実施例１に対し、遮熱膜に対する酸化チタンの比率が６０体積％になるように調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表５に示す。反射率の評価結果は、９８％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であったが若干脆性が悪化したものの使用できるレベルであった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例９では、実施例１に対し、シリコーン樹脂に代えてフッ素樹脂を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表５に示す。反射率の評価結果は、９５％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例１０では、実施例１に対し、シリコーン樹脂に中空粒子を混ぜ込んでｄ線屈折率が１．３２になるように調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表５に示す。反射率の評価結果は、９５％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例１１では、実施例１に対し、樹脂にｄ線屈折率が１．４２のシリコーン樹脂を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表６に示す。反射率の評価結果は、９５％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例１２では、実施例１に対し、膜厚を９μｍに調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表６に示す。反射率の評価結果は、９４％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃でありやや劣るものの良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例１３では、実施例１に対し、膜厚を１０μｍに調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表６に示す。反射率の評価結果は、９６％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例１４では、実施例１に対し、膜厚を７０μｍに調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表６に示す。反射率の評価結果は、９６％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

実施例１５では、実施例１に対し、膜厚を８０μｍに調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表６に示す。反射率の評価結果は、９６％であり良好であった。また、温度低減効果は１５℃以上あり良好であった。また、膜厚精度の評価結果は±１１〜１５μｍであり、やや劣るものの光学機器に使用できるレベルであった。

［比較例１〜５］
比較のための遮熱塗料の調整、遮熱膜の作製、反射率の評価、温度低減効果の評価、膜厚精度の評価を、前述の実施例１〜１５と同様に行った。実施例１〜１５と異なる点について以下に示す。
表７、８に比較例１〜７の遮熱膜を構成する材料および含有量を示す。
表９、１０に比較例１〜７の遮熱膜を用いて評価した結果をそれぞれ示す。

比較例１では、実施例１に対し、平均粒径が３．８μｍの酸化亜鉛粒子（♯Ｆ；堺化学）を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表９に示す。反射率の評価結果は、７８％であり悪かった。また、温度低減効果についても１５℃未満であり悪かった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

比較例２では、実施例１に対し、平均粒径が５μｍのシリコン（ＳＩＥ２３ＰＢ；高純度化学）を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表９に示す。反射率の評価結果は、８１％であり悪かった。また、温度低減効果についても１５℃未満であり悪かった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

比較例３では、実施例１に対し、平均粒径が１μｍの酸化チタン（ＪＲ−１０００；テイカ）を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表９に示す。反射率の評価結果は、８５％であり悪かった。また、温度低減効果についても１５℃未満であり悪かった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

比較例４では、実施例１に対し、平均粒径が７μｍの酸化チタンを用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表９に示す。反射率の評価結果は、９５％であり良好であった。また、温度低減効果についても１５℃以上であり良好であった。しかし、膜厚精度の評価結果は±１６μｍ以上であり、悪かった。

比較例５では、実施例１に対し、全粒子に対する粒径１．５μｍ以下の粒子の割合が４０体積％となるように、平均粒径が１μｍの酸化チタン粒子（ＪＲ−１０００；テイカ）を添加して調整した酸化チタンを用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表９に示す。反射率の評価結果は、９３％でありやや悪かった。また、温度低減効果についても１４℃でありやや悪かった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

比較例６では、実施例１に対し、中空粒子を用いてｄ線屈折率が１．３０になるように調整した。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表１０に示す。反射率の評価結果は、９３％でありやや悪かった。また、温度低減効果についても１４℃でありやや悪かった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

比較例７では、実施例１に対し、ｄ線屈折率が約１．５０になるようにウレタン樹脂を用いた。得られた遮熱膜の反射率と温度低減効果および膜厚精度を評価した結果を表１０に示す。反射率の評価結果は、８７％であり悪かった。また、温度低減効果についても１５℃未満であり悪かった。また、膜厚精度の評価結果は±１０μｍ以内であり、良好であった。

本発明の光学機器用の遮光膜は、カメラやビデオ、放送機器などの光学機器のレンズ鏡筒や、その他の屋外で使用される可能性があるカメラ本体、ビデオ本体、監視カメラ、お天気カメラ等の光学機器の遮光膜に利用することができる。

１．入射光
２．反射光
３．透過光
４．赤外線反射膜
５．基材
６．レンズ
７．嵌合部分
８．レンズ鏡筒
９．遮熱膜
１０．粒子
１１．樹脂
１２．粒子内の反射
１３．積分球
１４．試験片取り付け部
１５．検出器
１６．ランプ
１７．温度評価用の試験片
１８．温度測定箇所

Claims (15)

1. レンズと、内部に前記レンズを配置しているレンズ鏡筒とを有する光学機器であって、
   前記レンズ鏡筒の外周表面の少なくとも一部に遮熱膜を有し、
   前記遮熱膜は、ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子とｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の樹脂とを有し、
   前記粒子は、平均粒径が２μｍ以上５μｍ以下であり、前記粒子における粒径が１．５μｍ以下の割合が３５質量％以下であることを特徴とする光学機器。
2. 前記遮熱膜は、入射角５°で入射する波長４００ｎｍ〜２６００ｎｍの光の平均反射率が９４％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記粒子が酸化チタンであることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記遮熱膜は、前記粒子を２０体積％以上６０体積％以下の含有量で有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学機器。
5. 前記遮熱膜の平均膜厚が１０μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学機器。
6. 前記樹脂は、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学機器。
7. ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子とｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の樹脂とを有する遮熱膜であって、
   前記粒子は、平均粒径が２μｍ以上５μｍ以下であり、前記粒子における粒径が１．５μｍ以下の割合が３５質量％以下であることを特徴とする遮熱膜。
8. レンズ鏡筒の外周表面の少なくとも一部に設けるための光学機器用の遮熱膜であることを特徴とする請求項７に記載の遮熱膜。
9. 入射角５°で入射する波長４００ｎｍ〜２６００ｎｍの光の平均反射率が９４％以上であることを特徴とする請求項７又は８に記載の遮熱膜。
10. 前記粒子が酸化チタンであることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の遮熱膜。
11. 前記粒子を２０体積％以上６０体積％以下の含有量で有していることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の遮熱膜。
12. 平均膜厚が１０μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の遮熱膜。
13. 前記樹脂は、シリコーン樹脂またはフッ素樹脂であることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか一項に記載の遮熱膜。
14. ｄ線屈折率が２．５以上３．２以下の粒子とｄ線屈折率が１．３２以上１．４２以下の樹脂と、溶剤を有する遮熱塗料であって、
    前記粒子は、平均粒径が２μｍ以上５μｍ以下であり、前記粒子における粒径が１．５μｍ以下の割合が３５質量％以下であることを特徴とする遮熱塗料。
15. レンズ鏡筒の外周表面の少なくとも一部に設けるための光学機器の遮熱膜として用いられることを特徴とする請求項１４に記載の遮熱塗料。

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