JP2832580B2 - 照明用光拡散フィルターおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスタジオ等において用い
られる照明用ライトに於て、特にポリテトラフルオロエ
チレン繊維を利用した耐蝕性、光拡散特性に優れた光拡
散フィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】照明用光拡散フィルターは、照明用ライ
トの光を拡散させて、マイルドな光線として被射物の陰
影を柔和にさせるものであるので十分なる光拡散性が要
求され、また強烈なライトによる発熱量も大きいので、
これに耐えるような耐熱性のものが要求される。従来こ
の種光拡散フィルターに使用される材料としては、簡単
なものでは通常の紙、耐熱処理を施した紙、ガラス板、
表面処理を施したガラス板、ガラス繊維の不織布、ガラ
ス繊維のクロスなどが用いられ、高品質なものは、ガラ
ス繊維クロスにフッ素樹脂で表面をコーティングするか
或いはガラス繊維クロスにフッ素樹脂を含浸処理して光
を拡散するようにしたものが知られている。

【０００３】これらの従来技術のうちトレーシングペー
パー等の通常の紙では耐熱性および耐燃性が不十分であ
り、又、耐熱処理を施した紙の場合は耐燃性の点で問題
を有するものであった。又、ガラス板では光拡散性が不
十分であるのみでなく、割れ易いので安全性に、又、フ
レキシビリティーが無いので加工性の点で問題を有する
ものであった。そしてガラス板が割れた時の飛散防止の
ためにガラスの表面にフッ素系のフィルムを張り合わせ
た表面処理のガラス板についても光拡散性が不十分であ
った。

【０００４】又、ガラス繊維の不織布やクロスは、ハン
ドリングにおいて、ガラス繊維の離脱が起り易く、実用
に際して人体に触れたときに、ガラス繊維が皮膚に刺さ
り不快感を与えていた。又、このようなガラス繊維の離
脱を防止するために、耐熱性のあるフッ素樹脂を以て、
ガラス繊維のクロスを表面処理したものが用いられてい
たが、照明用光拡散フィルターに使用すると、光の拡散
性が不十分であるという問題が発生していた。更に又、
前記フッ素樹脂をコートしたガラス繊維のクロスに不足
し勝ちな色温度改善のため、酸化コバルトを含浸させて
色温度機能を向上させたものなどが上市され実用化され
ているが、依然として光の拡散性を満足するものではな
かった。以上のように、ガラス繊維を主材として用いた
光拡散用フィルターでは、比較的透明性が高く、光線の
屈折も小さく、直線遮光性が多く、被照射物表面におけ
る陰影がつきやすいものであった。

【０００５】一方耐熱性繊維で白色に近いものとして、
いわゆるセラミック繊維や耐熱性高分子繊維が提案され
ている。しかしながらセラミック繊維の場合は抄造され
て得られたシートの強度が不十分で、繊維相互を接着す
るのに有効な接着剤も見出せないため満足すべきものが
得られていなかった。又、耐熱性高分子繊維も３００℃
前後の温度に耐えるポリマーは、ポリテトラフルオロエ
チレン繊維以外には市場に見出せず、溶融紡糸可能な種
類の樹脂の場合、溶融紡糸に伴い繊維が延伸するため熱
収縮性があり、照明装置の熱で収縮することが避けられ
ず実用とすることができなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に記載し
た従来の光拡散フィルターの欠点を補い一層光拡散性に
優れ、耐熱性もあるフィルターを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するためになされたもので、その概要は、請求項１記
載の発明は、未延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維
（以下ＰＴＦＥ繊維と略す）の単独もしくは該ＰＴＦＥ
繊維と無機質繊維との混抄によるシートからなる照明用
光拡散フィルターであり、請求項２記載の発明は、ビス
コースをマトリックスとしたＰＴＦＥ繊維を単独又はこ
れと無機質繊維とを混合し、湿式抄造法により抄造し、
焼結することを特徴とする照明用光拡散フィルターの製
造方法であり、請求項３は湿式抄造し、焼結するにあた
り酸化コバルトを抄造工程もしくは焼結工程の前におい
て添加することを特徴とする照明用光拡散フィルターの
製造方法である。

【０００８】本発明でいうＰＴＦＥ繊維によるシートお
よびその製造方法は、特開平３−９７９９３号に開示さ
れている方法に準ずる。具体的にはＰＴＦＥディスパー
ジョンとビスコースとを混合して紡糸原液とし、これを
無機酸や無機酸塩で構成される凝固浴水溶液中に繊維径
が１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下になるよう
に紡出することによりまずＰＴＦＥ繊維を得る。次に繊
維長が２０ｍｍ以下好ましくは１０ｍｍ以下になるよう
にカットして抄紙原料用の単繊維を形成する。次にＰＴ
ＦＥの未延伸糸の単繊維もしくは機械的粉砕処理により
フィブリル化したものを不規則方向に水に分散し、湿式
抄造法により紙状物とするものである。

【０００９】上記において繊維長が２０ｍｍよりも長い
と地合がわるくなり、又、繊維径が１００μｍφより太
いとシートが粗いものとなるので好ましい性状のシート
を得難い。本発明では上記の如きＰＴＦＥ繊維の短繊維
もしくは機械的処理によりフィブリル化したものを配合
したフッ素繊維原料を、通常の湿式抄造法により抄造し
て脱水乾燥して原料シートを得る。その際該原料シート
は、未延伸糸中に含まれる紡糸用の助剤の接着性の機能
により、ハンドリング可能な強度を有する原料シートと
なる。

【００１０】本発明では抄紙に関して、湿式抄造法を用
いているが、抄紙機の種類は何等限定されるものではな
く、公知の湿式抄造法が使用できる。次に、湿式抄造の
手段によりシート化した原料シートはフッ素樹脂の融点
以上分解点未満に加熱して焼結し、交絡したフッ素繊維
同志を融着することにより本発明の照明用光拡散フィル
ターを形成する。この際更に製糸用助剤などの不純物を
除去するために、追加の加熱処理や薬品処理の工程を経
る場合もある。

【００１１】本発明においては、ＰＴＦＥ繊維単独でも
その目的を十分達成することができるが、更に耐熱性を
向上し長時間の照明器からの発熱によっても劣化を防止
するためにガラス繊維、セラミック繊維、アルミナ繊
維、もしくはシリカ繊維等の無機繊維を混抄することが
できる。この場合の混抄率はＰＴＦＥ繊維１００重量部
に対して無機繊維３〜２０重量部が好ましい。

【００１２】なお、本発明のＰＴＦＥ繊維を主体とする
フィルターにおいて、繊維径、坪量、密度等を検討する
と、繊維径は細い程光の拡散性が良好である。又、前記
の無機繊維の中で特にガラス繊維を使用する場合、特に
ビーズ状又は多角形状態のガラス繊維は、該ガラス繊維
の透明性と繊維径の曲面による光の屈折等が原因とな
り、良好な光拡散性を得るものである。なお、ガラスビ
ーズの球状体および多角形状体を本発明に使用してシー
ト化する場合、シートからの該ガラス材料の脱離、脱落
防止のためにＰＴＦＥ繊維自体の内部に含有せしめるこ
とが有効である。更に又、本発明においてはフィルター
の色温度の低下を防止するために、抄造工程もしくは焼
結工程の前に含浸等の手段を使って酸化コバルトを添加
することが好ましい。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 実施例１ ビスコースをマトリックスとして、ＰＴＦＥのディスバ
ージョンよりエマルジョン紡糸法により得たＰＴＦＥ繊
維（東レファインケミカル社製 商品名：トヨフロン
繊維径１５μｍ）を繊維長６ｍｍにカットした原料繊維
を０．５％濃度で水中に攪拌分散し、抄造原料を得た。
他に界面活性剤（大和化学社製 商品名；デスグラン
Ｂ）の０．５％希釈液を作成し抄造原料に添加した。抄
造原料を傾斜ワイヤー短網抄紙機に適用し、米坪量２０
０ｇになるよう抄造し、ヤンキードライヤーによって乾
燥し原料シートを得た。

【００１４】この原料シートをベルト式熱処理炉で約３
５０〜３８０℃の雰囲気で約５分間焼結した。この工程
においてＰＴＦＥ繊維を構成する粒子は融点３２７℃を
超えることによって融着し、ビスコースは燃焼し、幅寸
法が原料シートに対して約２０％収縮した黒褐色のシー
トが得られた。しかる後、黒褐色のビスコースの炭化物
を熱分解除去するため、更にこのシートを３１８℃の雰
囲気下で約４８時間焼結させ本発明の照明用光拡散フィ
ルターを得た。

【００１５】実施例２ 原料繊維の構成がＰＴＦＥ繊維を８０％、ガラス繊維
（日東紡社製 ６μｍ径、６ｍｍカット繊維）を２０％
の割合である他は、実施例１と同様にして抄造して原料
シートを得た。更に実施例１に準じて熱処理炉による焼
結工程を前記原料シートに対して実施し、本発明の照明
用光拡散フィルター（品番；ＧＰ−３００）を得た。こ
のシートはガラス繊維が収縮しないため、収縮率は原料
シートに対して約１０％であった。

【００１６】実施例３ 実施例１に準じて得た原料シートをベルト式熱処理炉で
焼結の際、別途酸化コバルトの１％懸濁液を調整してお
き、炉の入り口で原料シート１ｍ² に対し該懸濁液を約
５０ｍｌスプレー塗工させ、しかる後焼結炉で焼結を行
い、更に残留ビスコース炭化物を熱分解除去させるため
に３１８℃の雰囲気炉内で約４８時間熱処理を行い、本
発明の照明用光拡散フィルターを得た。その結果外見上
純白であるが、淡いブルーのシートが得られた。

【００１７】比較例１ 厚さ８０μｍ，質量７６ｇ／ｍ² ，織密度が縦方向４２
本／２５ｍｍ，横方向４２本／２５ｍｍの平織からなる
ガラスクロス（三重織物社製，型式 ＹＨ−０８０１
Ｈ）を比較用光拡散フィルターとした。

【００１８】実用評価は、２本のフィラメントを内蔵す
るＲＤＳ社製照明器 商品名：クオーツブロードライト
II（ＬＱＢ−１５Ｎ）に各実施例および比較例の各フィ
ルターを装着し、図１に示すとおりスクリーン１の直前
１ｍの位置に直径２０ｍｍのポールに一辺が１００ｍｍ
十字板２を立て、さらに該ポールから２ｍ離れた位置に
前記照明器３を置き点灯しカメラ４により十字板の本体
および陰影（実像）を撮影した。

【００１９】比較例２ 図１に示す照明器にフィルターを一切装置せず、フィラ
メントからの生の光を投影してポールと十字板の陰影を
観察した。

【００２０】上記の実用評価によれば、本発明によるフ
ィルターを使用したものは、スクリーン上にぼやけた十
字板とそれを支持するポールが映し出されるが、比較例
のフィルターの無い場合は勿論光が拡散されないので、
スクリーン上に明瞭な輪郭の映像が見られ、また従来品
のフィルターを用いた場合は、スクリーン上の映像が濃
淡二重像として看取され、フィルターの光の拡散が不十
分であることが認識された。すなわち、図２、図３、図
４は上記実情を端的に理解するための同一条件による写
真で、図２は実施例２による光拡散フィルターを使
用、、図３は比較例１のガラスクロスフィルター使用、
図４は比較例２のフィルター不使用の場合で、いずれも
左側に十字板とこれを支持するポールの実像、右側にス
クリーン上に映し出された映像が示されている。これに
よれば、図２ではスクリーン上の映像が単一の周辺のぼ
やけたものとして映し出されているので、フィルターの
効果が十分であることがわかる。また、図３の従来のフ
ィルターでは、スクリーン上の映像が樹幹ぼやけた濃淡
２重像として観察され、フィルターの光の拡散作用が不
十分であることがわかる。更にまた、図４のフィルター
不使用の場合は、スクリーン上の映像は明確な二重像と
して観察された。なお、本発明の実施例１〜３の照明用
光拡散フィルターをＴＶ局スタジオの照明器に適用し、
一回あたり連続１６時間、述べ５００時間使用したとこ
ろ、耐熱性、照明特性に何等問題がないことが確認され
た。

【００２１】

【発明の効果】本発明の照明用光拡散フィルターは、主
材料がポリテトラフルオロエチレン繊維であるので、該
繊維の表面に存在する無数の微細孔により十分な光拡散
が生じ、かつ優れた耐熱性を保持する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実用評価試験の説明図である。

【図２】実施例２による映像を示す図面代用写真。

【図３】比較例１による映像を示す図面代用写真。

【図４】比較例２による映像を示す図面代用写真。

【符号の説明】 １ スクリーン ２ 十字板 ３ 照明器 ４ カメラ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−97993（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−78701（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−145528（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 5/02 G02F 1/1335 G09F 9/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 未延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維
   が単独にもしくは無機質繊維と共に抄造されて形成され
   たシートからなることを特徴とする照明用光拡散フィル
   ター。
2. 【請求項２】 ビスコースをマトリックスとしたポリテ
   トラフルオロエチレン繊維を単独もしくは無機質繊維と
   共に湿式抄造法により抄造し、焼結することを特徴とす
   る照明用光拡散フィルターの製造方法。
3. 【請求項３】 ポリテトラフルオロエチレン繊維を単独
   もしくは無機質繊維と共に湿式抄造法により抄造し、焼
   結するにあたり、抄造前もしくは焼結前において酸化コ
   バルトを添加することを特徴とする請求項２記載の照明
   用光拡散フィルターの製造方法。