JP4795121B2

JP4795121B2 - 熱線透過可視光反射体

Info

Publication number: JP4795121B2
Application number: JP2006146942A
Authority: JP
Inventors: 功友松; 陽介小久保; 正康伊藤
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: JP2007317550A

Description

本発明は、プラスチック発泡体からなる熱線透過可視光反射体に関する。本発明の熱線透過可視光反射体は、例えば、照明器具などの光反射板や、種々の目隠し材等として使用される。

光反射板が設けられた照明器具においては、光源から放射される可視光が光反射板で反射されて、一定の照度が確保されるが、それと同時に熱線も光反射板により反射され、この熱線によって照明器具が設置された箇所の近傍にある物品が熱変形したり、熱変色したりするという問題がある。

上述した問題を解決するため、従来、可視光反射性および熱線透過性を有する多層構造の反射体が提案されている（特許文献１）。特許文献１の反射体は、膜形成面を有する基体と、膜形成面に設けられた可視光反射赤外線透過膜と、可視光反射赤外線透過膜面上に設けられた光触媒作用を有する金属酸化物を主体とした光触媒層とを具備するものである。

特開平９−２９３４０５号公報

しかし、特許文献１の反射体は、基体、可視光反射赤外線透過膜および光触媒層を積層した多層構造であるため、リサイクル性が悪く、また、構造が複雑で、製造が難しいものであった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、基本的に樹脂と気泡からできているためリサイクル性が良く、また、構造が簡単で、容易に製造することができるとともに、優れた熱線透過性および可視光反射性を有する熱線透過可視光反射体を提供することを目的とする。

本発明は、前述した目的を達成するため、不活性ガスを含有させた樹脂シートを常圧下かつ軟化温度以上で発泡させてなるプラスチック発泡体であって、波長５５０ｎｍの可視光の全反射率Ａが３０％以上、波長１２００ｎｍの熱線の透過率Ｂと波長５５０ｎｍの可視光の透過率Ｃとの差Ｂ−Ｃが１５％以上であることを特徴とする熱線透過可視光反射体を提供する。

本発明の熱線透過可視光反射体は、原料樹脂に加圧下で不活性ガスを含有させた後、常圧下でその原料樹脂の軟化温度以上に加熱して発泡させることにより、容易に製造することができる。

また、微細な気泡を有し、かつ、波長５５０ｎｍの可視光の全反射率Ａ、波長１２００ｎｍの熱線の透過率Ｂと波長５５０ｎｍの可視光の透過率Ｃとの差Ｂ−Ｃおよび気孔率が前述した範囲であるため、優れた熱線透過性および可視光反射性を併有する。

これに対し、波長５５０ｎｍの可視光の全反射率Ａが３０％未満では、反射体が透明になりすぎて光反射板や目隠し材として使用できなくなる。波長１２００ｎｍの熱線の透過率Ｂと波長５５０ｎｍの可視光の透過率Ｃとの差Ｂ−Ｃが１５％未満では、熱線と可視光とを分離する機能があるとは言えなくなる。

本発明の熱線透過可視光反射体は、気孔率が０．０８以上であることが好ましい。気孔率が０．０８未満では、熱線と可視光とを十分に分離する機能が発現しないことがある。

本発明の熱線透過可視光反射体において、波長５５０ｎｍの可視光の全反射率Ａのより好ましい範囲は５０％以上、さらに好ましくは７０％以上、さらにより好ましくは８５％以上であり、波長１２００ｎｍの熱線の透過率Ｂと波長５５０ｎｍの可視光の透過率Ｃとの差Ｂ−Ｃのより好ましい範囲は２０％以上、さらに好ましくは３０％以上、さらにより好ましくは５０％以上であり、気孔率のより好ましい範囲は０．１０〜０．９５、さらに好ましくは０．１５〜０．８、さらにより好ましくは０．３０〜０．７５である。

本発明の熱線透過可視光反射体は、平均気泡径が１００ｎｍ以下、特に３０〜８０ｎｍであることが適当である。

本発明の熱線透過可視光反射体は、後述する熱線透過度が３０〜９０％、熱線反射度が１０〜７０％であることが適当である。

本発明の熱線透過可視光反射体は、優れた熱線透過性および可視光反射性を併有するとともに、簡単な単層構造で、容易に製造することが可能であり、また、リサイクル性が良い。

以下、本発明につきさらに詳しく説明する。本発明の熱線透過可視光反射体の製造に用いる原料樹脂の材質としては、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリサルフォン（ＰＳＵ）等の非晶性樹脂を挙げることができる。これらの中では、ポリエーテルスルホンが特に好ましい。なお、樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

本発明においては、特性に影響を及ぼさない範囲で、原料樹脂に、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤などの各種添加剤を配合してもよい。また、得られたプラスチック発泡体に上記添加剤を含有する樹脂を積層してもよいし、上記添加剤を含有する塗料をコーティングしてもよい。

本発明の熱線透過可視光反射体は、原料樹脂シートを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して原料樹脂シートに不活性ガスを含有させる工程と、不活性ガスを含有させた原料樹脂シートを常圧下で加熱して発泡させる工程とからなる製造方法により製造することができる。

この場合、量産性を考慮すると、例えば以下のような方法を用いることが好ましい。すなわち、原料樹脂からなるシートを作製し、このシートとセパレータとを重ねて巻くことによりロールを形成し、このロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持してシートに不活性ガスを含有させ、さらに不活性ガスを含有させたシートを常圧下で原料樹脂の軟化温度以上に加熱して発泡させる、という方法を用いることが好ましい。

上記不活性ガスとしては、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどが挙げられる。原料樹脂シートが飽和状態になるまでの不活性ガス浸透時間および不活性ガス浸透量は、発泡させる樹脂の種類、不活性ガスの種類、浸透圧力およびシートの厚さによって異なる。不活性ガスとしては、樹脂へのガス浸透性（速度、溶解度）を考慮すると、二酸化炭素がより好ましい。

本発明の熱線透過可視光反射体は、種々の用途に使用することができ、例えば、スポットライト、ヘッドライト、照明灯、写真のレフ板、植物工場光源、液晶表示装置のバックライトユニット、太陽光を用いた室内照明、ヒートシンクと組み合わせた反射光システム、あるいは半透明目隠し窓材、温室の壁材等に使用することができる。例えば、写真のレフ板に用いれば、被写体の温度を上げずに、明るさのみを供給することができるし、ライト・照明の反射板として用いれば，明るさだけを前方に反射することができる。さらに、反射板裏面にヒートシンクを取り付けることにより、より光源からの熱を裏面方向に逃がすことが可能となる。また、太陽光を室内に導入する導光管として用いれば、室内に熱線を除いた可視光のみの明りを導入することが可能となる。その他、可視光透過率が比較的高い本発明の熱線透過可視光反射体を窓に貼ることによって、半透明であるために障子や曇りガラスの代替として室内の目隠し材になるし、熱線透過率は高いので、冬の太陽光の熱線のみを取り入れることも可能となり、省エネに役立つ。同様の理由で、温室の壁材としても有用である。

以下に、本発明を実施例によって説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。なお、本実施例において、得られたプラスチック発泡体の各種特性の測定および評価は以下の通りとした。

（密度）
プラスチック発泡体の密度（ρｆ）および発泡前の原料樹脂の密度（ρｓ）を水中置換法により測定した。

（気孔率）
１−（ρｆ／ρｓ）として算出した。

（孔の有無の確認）
プラスチック発泡体シートの断面のＳＥＭ写真から観測した。

（全反射率）
分光光度計（ＵＶ−３１０１ＰＣ：島津製作所社製）を用いて、５５０ｎｍの波長における全反射率を測定した。なお、表１においては、硫酸バリウムの微粉末を固めた白板の拡散反射率を１００％として、各々のプラスチック発泡体の拡散反射率を相対値で示している。

（透過率）
分光光度計（ＵＶ−３１０１ＰＣ：島津製作所社製）を用いて、１２００ｎｍおよび５５０ｎｍの波長における透過率を測定した。

（透過率差）
波長１２００ｎｍにおける透過率Ｂと、波長５５０ｎｍにおける透過率Ｃを用いて、Ｂ−Ｃを透過率差と定義した。

（熱線透過度）
図１の測定系を作製して、ハロゲンランプ１０点灯から４５秒後の熱電対１２の温度変化（ΔＴ）を測定した。サンプル１４を置かない場合の室温からの温度変化をΔＴ（０）、サンプル１４を置いた場合の室温からの温度変化をΔＴ（Ｓ）とし、ΔＴ（Ｓ）／ΔＴ（０）を熱線透過度と定義した。なお、ハロゲンランプ１０と熱電対１２との距離は２００ｍｍｍ、ハロゲンランプ１０とサンプル１４との距離は１２０ｍｍとした。

（熱線反射度）
図２の測定系を作製して、ハロゲンランプ２０点灯から４５秒後の熱電対２２の温度変化（ΔＲ）を測定した。アルミニウム箔をサンプル２４として置いた場合の室温からの温度変化をΔＲ（Ａ）、プラスチック発泡体をサンプル２４として置いた場合の室温からの温度変化をΔＲ（Ｓ）とし、ΔＲ（Ｓ）／ΔＲ（Ａ）を熱線反射度と定義した。なお、ハロゲンランプ２０とサンプル２４との距離は１２０ｍｍ、サンプル２４と熱電対２２との距離は２００ｍｍとし、サンプル２４における光の入射角および反射角はいずれも２０度とした。

（実施例１）
ＰＥＳフィルム（住友ベークライト社製スミライトＦＳ−１３００、２５０μｍ厚、ρｓ＝１．３７）を圧力容器に入れ、炭酸ガスで１７℃において７ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は２０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、１４０℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表１に示す。

（実施例２）
実施例１と同じＰＥＳフィルムを圧力容器に入れ、炭酸ガスで１７℃において７ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は２０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、１７０℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表１に示す。

（実施例３）
実施例１と同じＰＥＳフィルムを圧力容器に入れ、炭酸ガスで１７℃において４ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は２０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、１２０℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表１に示す。

（実施例４）
実施例１と同じＰＥＳフィルムを圧力容器に入れ、炭酸ガスで−３０℃において１．２ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は２０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、１７０℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表１に示す。

（実施例５）
実施例１と同じＰＥＳフィルムを圧力容器に入れ、炭酸ガスで１７℃において７ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は２０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、１２５℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表１に示す。

（実施例６）
ＰＥＩフィルム（住友ベークライト社製スミライトＦＳ−１４００、２５０μｍ厚、ρｓ＝１．２７）を圧力容器に入れ、炭酸ガスで−３０℃において１．２ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は８０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、２００℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表１に示す。

（実施例７）
ＰＳＵフィルム（住友ベークライト社製スミライトＦＳ−１２００、２５０μｍ厚、ρｓ＝１．２４）を圧力容器に入れ、炭酸ガスで−３０℃において１．２ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は８０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、１５０℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表１に示す。

（比較例１）
ＭＣＰＥＴ（登録商標、古河電気工業社製、８００μｍ厚）をサンプルとして用いた。評価結果を表２に示す。

（比較例２）
原料としてＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート、帝人化成社製テオネックスＴＮ８０６５Ｓ）を用い、熱圧プレス成形で２００μｍ厚のフィルムを得た。これを２２０℃に設定した熱風循環式発泡炉に１０分間投入して完全に結晶化させた。得られたフィルムの評価結果を表２に示す。

（比較例３）
実施例１と同じＰＥＳフィルムを圧力容器に入れ、炭酸ガスで１７℃において２ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は２０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、２００℃に設定した熱風循環式発泡炉に３０秒間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表２に示す。

（比較例４）
アルミニウム箔（グローリー社製ホームマスターアルミホイル、１５μｍ厚）をサンプルとして用いた。評価結果を表２に示す。

（比較例５）
実施例１の発泡体原料であるＰＥＳフィルムをサンプルとして用いた。評価結果を表２に示す。

（比較例６）
実施例１と同じＰＥＳフィルムを圧力容器に入れ、炭酸ガスで１７℃において７ＭＰａに加圧し、フィルムに炭酸ガスを浸透させた。フィルムへの炭酸ガスの浸透時間は２０時間とした。次に、圧力容器からフィルムを取り出し、１２５℃に設定した熱風循環式発泡炉に１分間投入して発泡させた。得られた発泡体の評価結果を表２に示す。

（比較例７）
コピー用紙（ＮＢＳリコー社製マイリサイクルペーパー１００、１００μｍ厚）をサンプルとして用いた。評価結果を表２に示す。

（比較例８）
台所用スポンジ（住友スリーエム社製スコッチブライト、８ｍｍ厚）をサンプルとして用いた。評価結果を表２に示す。

（実施例８）
図３に示すように、実施例1で作製した熱線透過可視光反射体３１に支持棒３２を取り付けることにより写真撮影用レフ板を作製した。

（実施例９）
図４に示すように、実施例1で作製した熱線透過可視光反射体３１を電球３５の反射板に用い、反射板の裏側にヒートシンク３３を取り付けた金属筐体３４を配置することにより照明器具を作製した。

（実施例１０）
図５に示すように、実施例1で作製した熱線透過反射板３１をＬＥＤ３６の反射板に用い、反射板の裏側にヒートシンク３３を取り付けた金属筐体３４を配置することにより自動車用ヘッドライトを作製した。

（実施例１１）
図６に示すように、実施例1で作製した熱線透過可視光反射体３１を反射板に用いた液晶テレビを作製した。図６において、３７は液晶テレビ筐体、３８は冷陰極管、３９は液晶パネル、４０は光学フィルムを示す。

（実施例１２）
図７に示すように、実施例1で作製した熱線透過可視光反射体を筒状に加工した導光管４３を屋根裏に配置することにより太陽光取り入れ型室内照明システムを作製した。図７において、４１は太陽光取り入れ窓、４２は室内太陽光出射口を示す。

熱線透過度の測定系を示す模式図である。熱線反射度の測定系を示す模式図である。実施例８の写真撮影用レフ板を示す模式図である。実施例９の照明器具を示す模式図である。実施例１０の自動車用ヘッドライトを示す模式図である。実施例１１の液晶テレビの断面を示す模式図である。実施例１２の太陽光取り入れ型室内照明システムを示す模式図である。

符号の説明

１０ハロゲンランプ
１２熱電対
１４サンプル
２０ハロゲンランプ
２２熱電対
２４サンプル
３１熱線透過可視光反射板
３２支持棒
３３ヒートシンク
３４金属筐体
３５電球
３６ＬＥＤ及びその回路基板
３７液晶ＴＶ筐体
３８冷陰極管
３９液晶パネル
４０光学フィルム
４１太陽光取り入れ窓
４２室内太陽光出射口
４３導光管（熱線透過可視光反射体からなる筒）

Claims

不活性ガスを含有させた樹脂シートを常圧下かつ軟化温度以上で発泡させてなるプラスチック発泡体であって、波長５５０ｎｍの可視光の全反射率Ａが３０％以上、波長１２００ｎｍの熱線の透過率Ｂと波長５５０ｎｍの可視光の透過率Ｃとの差Ｂ−Ｃが１５％以上であることを特徴とする熱線透過可視光反射体。
気孔率が０．０８以上であることを特徴とする請求項１に記載の熱線透過可視光反射体。
前記プラスチック発泡体が非晶性樹脂の発泡体であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱線透過可視光反射体。
平均気泡径が１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体。
原料樹脂シートを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して原料樹脂シートに不活性ガスを含有させる工程と、不活性ガスを含有させた原料樹脂シートを常圧下で軟化温度以上に加熱して発泡させる工程とからなる製造方法により製造されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体を反射板として用いたことを特徴とする照明装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体からなることを特徴とする写真撮影用レフ板。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体を反射板として用いたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体を導光体として用いたことを特徴とする太陽光を用いた室内照明。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体を壁材として用いたことを特徴とする温室。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体からなることを特徴とする目隠し窓材。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱線透過可視光反射体を基材に貼りつけたことを特徴とする目隠し窓材。