JP6818432B2 - コーティング組成物、照明装置、コーティング膜の敷設方法、および、照明装置の製造方法 - Google Patents
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Description
また、防汚性を向上させる空気調和機に用いるコーティング組成物が開示されている(特許文献2)。
また、特許文献2に開示されたコーティング組成物も、光学特性の作用効果について言及がなく、光学機能部品への採否を決定するに至らない。
シリカ微粒子およびフッ素樹脂粒子を含み、光学機能部品の表面に敷設されているコーティング組成物であって、
前記フッ素樹脂粒子が、前記シリカ微粒子から成るシリカ膜の表面から部分的に露出するように点在した状態で、コーティング膜として敷設されていることを特徴とする。
以下、コーティング組成物、灯具および照明装置について、説明する。
以下の実施の形態では、照明装置を構成する光学機能を有した光学機能部品への、露付き防止および多様性汚れの付着防止、並びに光透過性および光拡散性を同時に実現する照明装置を説明する。
また、防汚性、親水性、光透過性、光拡散性、光反射性、および低摩擦性のうちのいずれかの機能を付与するコーティング組成物について説明する。
実施の形態1では、コーティング組成物をカバーの表面へ敷設した態様を説明する。
図2は、照明装置1000を器具本体1100と光源ユニット1200とに分解した分解斜視図である。
図3は、電源装置1260側を示す光源ユニット1200の斜視図である。
図4は、器具本体1100の分解斜視図である。
図5は、器具本体1100の斜視図である。
図6は、光源ユニット1200を構成する基本部品の分解斜視図である。
図7は、光源ユニット1200の図3のA−A断面図である。
図8は、図3のA−A断面に相当する断面であり、ハーネスクランプ1270を示す断面である。
図9は、カバー1230の断面図である。
実施の形態1の照明装置1000の構造的特徴は、カバー1230の表面にコーティング組成物200により形成されたコーティング膜103が敷設されたことである。
図6に示すように、光源ユニット1200は、発光素子基板1210、基台1220、光源ユニットのカバーであるカバー1230、光源蓋部1240を備える。
(1)発光素子基板1210は発光素子1212を有する。発光素子基板1210は、長尺に形成された基板1211に複数の発光素子1212が実装されている。以下の実施の形態では発光素子1212は発光ダイオード(以下、LEDという。)である。
(2)基台1220には、発光素子基板1210が取り付けられている。図6〜図8に示すように、基台1220は、平板状をなす取付部1221であって器具本体1100の平板部1112に対向する対向面1221bの裏面である取付面1221aに発光素子基板1210が取り付けられる取付部1221を有する。
(3)カバー1230は、発光素子基板1210を覆うように基台1220に取り付けられている。カバー1230は基台1220に取り付けられて基台1220に保持されている。カバー1230は、主部1231と、一対として設けられたカバー側壁部1232とを有する。主部1231は、平板部1112の長手方向Xに沿う長尺状をなし発光素子基板1210を覆う。対となるカバー側壁部1232は、主部1231の長手方向Xに沿う一方の端部1231aと他方の端部1231bとから間に基台1220を挟んでそれぞれ平板部1112の位置する方向に立ち上がる側壁部であり、対となるカバー側壁部1232である。平板部1112の位置する方向は、基台1220の一方の面である取付面1221aから取付面1221aの反対側の他方の面である対向面1221bに向かう方向である。
(4)光源蓋部1240は、光源ユニット1200の長手方向両端を塞ぐ。
(5)また、光源ユニット1200は、器具本体1100に取り付けられたバネ部1130と係合する連結金具1250を有する。
発光素子基板1210は、長尺に形成された基板1211と、基板1211に直線状に実装される複数の発光素子1212とれる複数の発光素子1212を備える。なお、発光素子1212を直線状に実装する列は一列でもよく、複数列でもよい。
基台1220は、発光素子基板1210が取り付けられる略矩形状をした取付部1221と、取付部1221の長手両側辺より発光素子基板1210が取り付けられる取付面1221aから裏面である対向面1221bの方向に立設した第一の側面部1222−1、第二の側面部1222−2とを有する。
図6〜図10を参照してカバー1230の詳細を説明する。カバー1230は、図9に示すように、中心軸1011を対称軸として略対象に形成されている。以下、主に中心軸1011の左側側を説明するが、カバー1230は中心軸1011に線対称で形成されているので、説明する構成は中心軸1011の右側にも同様に当てはまる。本実施の形態におけるカバー1230は、ポリカーボネートに拡散剤を添加した混合樹脂材料で形成され、光を拡散透過する乳白色の覆いであり、点状光源である発光素子1212の粒状感を軽減する拡散機能を有している。
(1)主部1231は発光素子基板1210から照射される光を拡散する。ここで、発光素子基板1210から照射される光は、発光素子1212から出射する光と、取付面1221aまたは基板1211の表面からカバー1230側に反射する光とを含む。
(2)カバー側壁部1232は、主部1231の両端に一対として配設され、カバー1230の側面をなす。
(3)上側支持部1233は、基台1220の第一の側面部1222−1、第二の側面部1222−2の先端と当接する第一の支持部である。
(4)下側支持部1234は、取付部1221に当接する第二の支持部である。
主部1231は、発光素子基板1210が照射する光を透過させ拡散させるものであり、発光素子基板1210を覆う凸形状をしている。主部1231は、一方のカバー側壁部1232の端部B(一方の端部1231aに一致)、他方のカバー側壁部1232の端部B(他方の端部1231bに一致)を繋ぐように配設されている。言い換えれば、カバー側壁部1232は端部Aと端部Bとの間に形成されている。
カバー側壁部1232は、主部1231の両端(端部B)に対になるよう配設される。カバー側壁部1232は、器具本体1100の凹部1111の第一の側壁部1113−1、第二の側壁部1113−2と略平行に形成されている。また、対になるカバー側壁部1232の外側の面の距離である寸法L1(図9)は、図8に示す凹部1111の巾である寸法L2(第一の側壁部1113−1の内側面1113−1aと、第二の側壁部1113−2の内側面1113−2aとの短手方向の距離)に対して、器具本体1100の凹部1111に挿入可能に略同等の寸法で形成されている。なお、挿入可能に略同等の寸法とは、光源ユニット1200が凹部1111との間に形成される隙間をなるべく抑え、挿入できる寸法である。例えば寸法L1が59mmに対して寸法L2が60mmなどである。つまり、照明装置1000は、器具本体1100に光源ユニット1200が取り付けられた状態において、凹部1111の短手方向Yにおける内側面1113−1aと、内側面1113−2aとの距離である凹部内側巾寸法L2から、カバー1230の短手方向Yにおける一方の先端部1232bの外側面1232cと他方の先端部1232bの外側面1232cとの距離である先端部外側巾寸法L1(図9)を引いた寸法が、0mm以上3mm以下である。つまり、照明装置1000は、器具本体1100に光源ユニット1200が取り付けられた状態において、図8の断面において、左右の各隙間を同じとすれば、各隙間は0mm以上1.5mm以下の範囲である。
カバー1230は、上側支持部1233を有する。図9に示すように、上側支持部1233は、主部1231の長手方向Xに沿う各カバー側壁部1232の立ち上がりの終る端部Aの上方に形成される傾斜部1232−1の先端から、対になるように形成されている。上側支持部1233は、図9に示すように、側壁部1233a,係合部1233b,反射リブ1233cを備える。
(1)図9に示すように、側壁部1233aは傾斜部1232−1の先端に中心軸と平行な壁形状に形成されている。
(2)係合部1233bは、側壁部1233aの上端部から水平方向に伸びるように形成されて、第一の側壁部1222−1の上端部と係合する。
(3)反射リブ1233cは、カバー側壁部1232の外側に形成されている。
下側支持部1234は、下側凸部1234a,下側押圧部1234bを備える。
(1)図9に示すように、下側凸部1234aは、側壁部1233aの下端から他方の側壁部1233aの方向に伸びるように形成されている。下側凸部1234aは発光素子基板1210が取り付けられる基台1220の取付面1221aを覆うZ方向に凸となる形状である。
(2)下側凸部1234aの短手方向Yの縁部は、取付部1221の取付面1221aを押圧する下側押圧部1234bをなす。
次に器具本体1100の構成を説明する。図4に示すように、器具本体1100は、凹部1111、傾斜部1114−1、1114−2、蓋部1120−1、1120−2を備える。
(1)凹部1111は長手方向Xに沿って略中央に形成されている。
(2)斜部1114−1、1114−2は、凹部1111の開口部1111aの長手側辺それぞれから被取付部方向へ互いに離れ,広がるように傾斜する。
(3)蓋部1120−1、1120−2は、長手方向の両端に配設され、長手方向Xの端部において、凹部1111および傾斜部1114−1、1114−2を覆う。
(4)器具本体1100は、バネ部1130、端子台1140を備える。バネ部1130は平板部1112に配置され、光源ユニット1200に配置された連結金具1250と連結する。
両側領域1236は、中央領域1237の両側に存在する。両側領域1236は、左側の両側領域1236は一方の端部1231aを含み、右側の両側領域1236は他方の端部1231bを含む領域である。
(2)図10は、主部1231の厚みという構造から、主部1231から出射される光の照射を主部1231の短手方向Yにおいて簡易な構成で均一に近づける構成であるが、主部1231の拡散度という観点から光の照射の均一化を図ってもよい。例えば、図8の状態において主部1231は、短手方向Yにおいて、光源である発光素子1212から出射され主部1231に到達する光の強さに応じた拡散度の場合である。より具体的には、主部1231は、一方の端部1231aと他方の端部1231bとを含む短手方向Yの両側領域1236の光の拡散度が、短手方向Yの中央領域1237よりも小さい構成の場合である。拡散度の調整は、主部1231の厚み変化に限らず、あるいは厚みの変化に加え、主部1231の表面加工や、主部1231を構成する材料の成分構成で拡散度を調整してもよい。
(3)また、主部1231は拡散度の観点からではなく光の透過率の観点から構成されてもよい。つまり両側領域1236の光の透過率が中央領域1237よりも大きい構成でもよい。透過率の場合も、主部1231の厚みの他、主部1231の表面加工や、主部1231を構成する材料の成分構成で拡散度を調整してもよい。拡散度、透過率、厚みのいずれか一つ、あるいはいずれか二つ、あるいは三つ全部によって、簡易な構成で、短手方向Yの光の照射の均一化を向上させることができる。
以下、親水性汚損物質105と疎水性汚損物質106の両方に対して優れた防汚性能を発揮する樹脂用コーティング組成物に関して、図に基づいて説明する。
RO−OR → 2RO・
R2(NC)C−N=N−C(CN)R2 → 2 R2(NC)C・+N2
実施例1〜7では、純水に平均粒径9nmのシリカ微粒子101を分散したコロイダルシリカ(触媒化成工業株式会社製、pH10)と、平均粒径250nmのフッ素樹脂粒子102を純水に分散したPTFEディスパージョン(旭硝子株式会社製、pH10)とを撹拌混合した後、非イオン系界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルエステル)をさらに加えて撹拌混合することにより、表1に示す組成を有するコーティング組成物を調合した。コーティング組成物中の非イオン系界面活性剤の含有量は、0.05重量%であった。これらで試験片の表面をコーティングした。また、最適なシリカ微粒子101とフッ素樹脂粒子102の重量比を見つけるために、シリカ微粒子101とフッ素樹脂粒子102の重量比を30:70〜100:0の範囲で変化させた。
比較例1では、コーティング無しのPSであり、シリカもフッ素も含まない。比較例2では、PSに親水塗料として広く用いられる有機系のPVC(ポリビニルアルコール)をコーティングしたものであり、シリカもフッ素も含まない。比較例3では実施例6と同様の重量比でありながら、シリカ微粒子101のコーティング組成物に対する重量比を高めて、すなわち微粒子の濃度を高くしてコーティング組成物200を調合した。図17に詳細を示す。
樹脂製部品の表面にコーティング膜を形成し、シリカ微粒子と、フッ素樹脂粒子とを含有し、コーティング膜が、シリカ微粒子から成るシリカ膜中にフッ素樹脂粒子がシリカ膜の表面から部分的に露出するように点在して成り、シリカ膜の露出面積がフッ素樹脂粒子の露出面積よりも大きいものである。
コーティング膜を形成するための水を含むコーティング溶液は、原料として、少なくとも、塗布後の乾燥工程において樹脂製部品とシリカ膜の界面近傍での反応起点となるフッ素樹脂分散液と、過酸化物またはラジカル発生材とを含むことを特徴とする。
なお、前述のとおり、コーティング組成物200は有機溶剤を含まないので、照明装置のカバーに多様されるポリカーボネート(PC)が被コーティング物である場合に、好適であるが、表面劣化や割れを発生させない条件を選択することによって、有機溶剤を含むコーティング組成物を採用することも可能である。ポリカーボネート(PC)に有機溶剤を含むコーティング組成物を敷設する場合には、エタノール、メタノール、エチレングリコール、グリセリンなどを有機溶剤として用いることができる。この際、有機溶剤の添加量は、コーティング組成物の10質量%程度以下であることが好ましい。コーティング組成物に有機溶剤を添加することによって、被コーティング物に対するコーティング組成物の均一な塗布が容易になる。コーティング膜103が安定して均一に形成されることによって膜表面の意匠性が向上するとともに、均一な光学特性を得ることができる。
前述したように、コーティング組成物200は、防汚性能に優れているので、樹脂製部品に対するホコリ、粉塵、砂塵、油煙、カーボン、煤、煙草のヤニなどの様々な汚れ(親水性汚損物質105や疎水性汚損物質106)の固着を防止することができる。
また、コーティング組成物200は、初期の親水性および長期の親水持続性に優れるため、高い親水性、排水性の効果も得られる。
コーティング組成物200により形成されたコーティング膜103は、防汚性、親水性、光透過性、光拡散性、光反射性、および低摩擦性のうちのいずれかの機能を有する。
コーティング膜103が、防汚性、親水性、光透過性の機能を有することについては、既に説明した。
以下、光拡散性、光反射性、および低摩擦性について説明する。
コーティング膜103は、光拡散性の機能を有する。
コーティング膜103は、前述したとおり、平均粒径が15nm以下のシリカ微粒子101であれば、コーティング膜103により反射する光の散乱が小さくなる。このため、コーティング膜103の透明性が向上し、光拡散機能が減少する。
逆に、平均粒径が15nm超のシリカ微粒子101であれば、コーティング膜103により反射する光の散乱が大きくなるため、光拡散機能が増加する。平均粒径が15nm超のシリカ微粒子101を用いることにより、コーティング膜103を拡散膜として使用することができる。
また、平均粒径が15nm以下のシリカ微粒子101に、15nm超のシリカ微粒子101を添加して、コーティング膜103を拡散膜として使用することができる。
あるいは、コーティング組成物200に、平均粒径が0.05〜20μm(50〜20000nm)のシリカを添加して、コーティング膜103を拡散膜として形成してもよい。
あるいは、コーティング組成物200に、チタニア、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛のうち、少なくとも1つを添加して、コーティング膜103を拡散膜として形成してもよい。
なお、コーティング膜103に含まれるシリカ微粒子101の平均粒径が15nm以下である場合には、光散乱が抑制されるので透明性の高い膜となる。このコーティング膜103が透光性のカバー1230に施されることによって、照明装置1000の点灯時における光の透過率を向上させることができる。
また、コーティング膜103の膜厚を適度に調整することで、表面の反射を抑えることができる。コーティング膜103の表面の光反射が抑えられることで、照明装置1000の非点灯時における意匠性を向上させることができる。
コーティング膜103の膜厚は、平均膜厚として50nm以上250nm未満の範囲であることが好ましい。コーティング膜103の膜厚が50nm未満の場合は、反射防止効果を得にくく、また、フッ素樹脂粒子が脱落しやすくなり、防汚性が十分に発揮できなくなるおそれがあり好ましくない。コーティング膜103の膜厚が250nm以上の場合は、反射防止効果が得にくく、膜中などにクラックが発生しやすくなるので、白濁したり剥離しやすくなったりするおそれがあり好ましくない。
同じ理由により、コーティング膜103の膜厚は、平均膜厚として80nm以上200nm未満がさらに好ましい。
コーティング膜103は、光反射性の機能を有する。
すなわち、コーティング膜103は、カバー1230の表面に敷設された状態で、シリカ膜の可視光透過率がフッ素樹脂粒子の可視光透過率よりも大きい。
コーティング膜103は、カバー1230の表面に敷設された状態で、フッ素樹脂粒子の可視光反射率がシリカ膜の可視光反射率よりも大きい。
コーティング膜103は、低摩擦性の機能を有する。
シリカ膜から一部が露出したフッ素樹脂粒子によってコーティング膜103の摩擦係数が減少し、コーティング膜103が敷設された光学機能部品の接触抵抗が抑制されに滑りやすくなる。フッ素樹脂粒子の含有量により、摩擦係数は変化する。
コーティング組成物200により形成されたコーティング膜103は、防汚性、親水性、光透過性、光拡散性、光反射性、および低摩擦性のうちのいずれか複数の機能を有することが好ましい。
具体的ないくつかの組み合わせの例は、以下のとおりである。
光透過部品に形成するコーティング膜103は、防汚性と、透過性との機能を有することが好ましい。
光透過部品で光拡散をする場合は、光透過部品に形成するコーティング膜103は、光拡散性の機能を有することが好ましい。
光拡散部品に形成するコーティング膜103は、防汚性と、透過性と、光拡散性の機能を有することが好ましい。
光反射部品に形成するコーティング膜103は、防汚性と、光反射性との機能を有することが好ましい。
光反射部品で光拡散をする場合は、光反射部品に形成するコーティング膜103は、光拡散性の機能を有することが好ましい。
放熱部品に形成するコーティング膜103は、防汚性と、低摩擦性との機能を有することが好ましい。低摩擦性を有していれば、受傷および火傷の可能性が減少する。
人間または他の部品と接触する部品に形成するコーティング膜103は、防汚性と、低摩擦性との機能を有することが好ましい。
外郭を形成する器具本体に形成するコーティング膜103は、防汚性と、親水性との機能を有することが好ましい。高い親水性を有していれば、水滴成長を抑制できて水滴の飛散を防止でき、空気に触れる表面積が広がり乾燥する速度も向上する。従って、表面に水分が存在する時間が短くなり、カビの繁殖も抑制できる。
また、光学機能部品の機能に応じて、コーティング組成物200の組成を変え、光学機能部品に適合したコーティング膜103を形成するのがよい。
一つの照明装置の複数の光学機能部品にコーティング膜103が形成される場合、これらのコーティング膜103はすべて同一のコーティング膜103である必要はなく、むしろ、光学機能部品の機能に応じたコーティング膜103とすることが好ましい。
具体的ないくつかの例は、以下のとおりである。
光透過部品に形成するコーティング膜103は、他の光学機能部品より透過性の機能を高めることが好ましい。
光反射部品に形成するコーティング膜103は、他の光学機能部品より反射性の機能を高めることが好ましい。
放熱部品に形成するコーティング膜103は、他の光学機能部品より低摩擦性との機能を高めることが好ましい。
人間または他の部品と接触する部品に形成するコーティング膜103は、他の光学機能部品より低摩擦性の機能を高めることが好ましい。
外郭を形成する器具本体に形成するコーティング膜103は、他の光学機能部品より親水性の機能を高めることが好ましい。
図7から図10に示すように、コーティング膜103は、光学機能部品であるカバー1230の表面に敷設されている。すなわち、コーティング膜103は、主部1231、カバー側壁部1232、および、傾斜部1232−1に形成されている。コーティング膜103は、シリカ微粒子およびフッ素樹脂粒子を含むコーティング組成物200により形成された薄膜状のコーティング膜である。
シリカ微粒子101の含有量(濃度)が高い(5重量%を超える)場合には、形成されるコーティング膜103は、厚さが不均一で白濁してクラックが入りやすく好ましくない。
図22、図23を参照して、光学機能部品であるカバー1230の製造方法について説明する。特に、光学機能部品の表面に敷設されるコーティング組成物によるコーティング膜の敷設方法について説明する。
図22は、実施の形態1に係るカバーの製造工程を示すフローチャートである。
(1)成形工程S10
成形工程S10では、図23に示すように、光学機能部品が複数連結された連結部品1950を製造する。
ここでは、カバー1230を長手方向Xに2個連結した連結部品1950を製造する。連結部品1950の両端には作業用の作業保持部1910を設けておく。連結部品1950の長さは、カバー1230の長さ×2個+作業保持部1910の長さ×2となる。
(2)塗布工程S11
塗布工程S11では、連結部品1950の表面にコーティング膜103を形成するためのコーティング溶液を塗布する。
ここでは、作業保持部1910を保持することにより連結部品1950に対して、コーティング溶液を塗布する。作業保持部1910にも、コーティング溶液を塗布するが、作業保持部1910の保持されている部分には、コーティング溶液を塗布することができない。
コーティング溶液を塗布後、乾燥させ、コーティング膜103を形成する。
(3)切断工程S12
切断工程S12では、コーティング膜103を形成した連結部品1950を切断して、光学機能部品を作成する。
ここでは、コーティング膜103を形成した連結部品1950の両端にある作業保持部1910を切り落とし、さらに、カバー1230の長さに切断することで、複数個のカバー1230を得る。作業保持部1910は切り落としてしまうので、カバー1230の長手方向における両端までコーティング膜103が形成されている。
光学機能部品は、カバー1230に限られず、各部品の機能に適合したコーティング膜103が形成された複数種類の光学機能部品を用いて照明装置を製造することができる。
なお、成形工程S10は、押出成形によって光学機能部品を連続的に成形する工程としてもよい。また、塗布工程S11は、押出成形によって押し出された光学機能部品に連続的に塗布して乾燥する工程としてもよい。そして、切断工程S12は、コーティング膜103が形成された光学機能部品をカバー1230の長さに順次切断する工程としてもよい。このような工程とすることで、作業保持部1910を設ける必要がなくなり、材料コスト低減と省資源化の効果を奏する。
コーティング溶液の塗布方法として、以下の方法がある。
スプレーにより塗布は、表面に凹凸が残りやすいので、外観が悪くなる場合がある。
スプレーにより塗布は、コーティング溶液の液量を調整する。
2.スポンジにより塗布
図23に示すように、光学機能部品としてのカバー1230の表面を包むような凹部を有するスポンジ1900を作成し、スポンジ1900にコーティング組成物200によるコーティング溶液を含浸させる。その後、凹部にカバー1230を嵌め込んで、スポンジ1900全体に圧力をかけて、カバー1230の表面にコーティング膜103を形成する。
スポンジ1900による塗布は、塗むらが生じることがある。または、膜厚が不均一になりやすい。
スポンジ1900による塗布は、スポンジと光学機能部品との接触圧および接触時間を調整する。
なお、スポンジ1900以外に、ハケ、布、不織布、紙などを用いてコーティング溶液を塗布してもよい。スポンジ1900、ハケ、布、不織布、紙などを用いてコーティング溶液を塗布する場合は、塗布によりコーティング組成物200の液膜が被コーティング物品表面を覆い、過剰なコーティング組成物200が液だれを起こさないようにする。気流で除去する場合には、余剰液の流れや余剰液の液滴飛散により塗むらが生じる恐れがあるが、スポンジ1900、ハケ、布、不織布、紙などを用いてコーティング溶液を塗布する方法では、余剰液の流れや余剰液の液滴飛散による塗むらを回避できる。
3.浸漬により塗布
複雑な形状の光学機能部品の全面に対して、塗布することができる。
逆に、表面だけ、あるいは、裏面だけのような一部分への塗布は難しい。
4.かけ塗りにより塗布
筒状部品の内周面に塗布することができる。
塗布作業をする際には、光学機能部品を保持する必要があり、光学機能部品を保持する作業保持部が必要である。作業保持部にはコーティング溶液が塗布されなくてもよく、コーティング溶液の乾燥後に、作業保持部は切り落とされ捨てられる。
コーティング膜103を保護膜と併用してもよい。
金属酸化物Xは、例えば、平均粒子径が0.05〜0.3μm(50〜300nm)の微粒子シリカである。
保護膜1970の厚さは、例えば、0.5〜5.0μmである。
1.表面傷1957への金属酸化物Xの充填
保護膜1970は、カバー1230の内周にある表面傷1957に入り込み、表面傷1957を外部なら見えないようにする。このためカバー1230の美的外観が向上する。
表面傷1957があると光屈折率が変わる問題、もしくは、表面の細かい傷により、液の流れが不規則となることにより塗りムラとなる問題があった。金属酸化物Xが表面傷1957に充填されることにより、外観から表面傷1957による膜肌の荒れをなくすことができ、美観が向上する。
2.光の拡散
保護膜1970の金属酸化物Xにより、光を拡散する。
3.密着性の向上
光学機能部品は、樹脂であることが望ましいが、ガラス、金属、その他の樹脂以外の光学機能部品でもよく、樹脂以外の光学機能部品には、保護膜1970により密着性を増加せることが望ましい。保護膜1970の組成物は、ガラス、金属、その他の材料により変更することが望ましい。
コーティング組成物200に蛍光体を混ぜてコーティング膜103を形成してもよい。
青色LEDチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出することができるが、コーティング組成物200に黄色蛍光体を混ぜて、カバー1230にコーティング膜103を形成すれば、青色LEDチップにより白色光を放出することができる。
同様に、コーティング組成物200に、赤色蛍光体および緑色蛍光体を含有させて、カバー1230にコーティング膜103を形成し、青色LEDチップと組み合わせることによりに白色光を放出することができる。
同様に、コーティング組成物200に、青色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子および赤色蛍光体粒子を含有させて、カバー1230にコーティング膜103を形成し、紫外光を放出する紫外LEDチップと組み合わせることによりに白色光を放出することができる。
この実施の形態のコーティング組成物200は、シリカ微粒子およびフッ素樹脂粒子を含み、光学機能部品の表面に敷設されたコーティング組成物である。コーティング組成物200は、フッ素樹脂粒子が、シリカ微粒子から成るシリカ膜の表面から部分的に露出するように点在した状態で、薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
前述のように、本実施の形態において、樹脂製部品であり光学機能部品であるカバー1230に、シリカ膜の露出面積がフッ素樹脂粒子の露出面積よりも大きいものであるコーティング組成物を備えたことにより、カバー1230が長時間使用された場合におけるカバー1230の表面への汚れ付着防止を実現できる。これによって、長期にわたってカバー1230は清潔な状態が維持されるとともに、長期にわたってカバー1230の可視光透過率が維持され光束の低下を防ぐことができる。
図25に示すとおり、被コーティング物であるカバーに従来用いられてきた防汚用塗料組成物を備えた場合を基準とした比較実験において、本実施の形態におけるコーティング組成物200を備えたカバーは、汚れの付着率が概ね1/5以下に抑制されることが確認されている。ここで、実験および評価は、ホコリ、粉塵、砂塵、油煙、カーボン、煤、煙草のヤニなど、照明装置の使用環境を勘案して選択した汚れをカバーの表面に付着させ、汚れを付着させる前の光学特性と汚れを付着させた後の光学特性との差を汚れの付着率として定義して評価している。光学特性は、例えば光束値である。
そして、汚れの付着率の抑制効果は、従来用いられてきた防汚用塗料組成物を備えたカバーを透過する光束値を測定して得られる(従来の)汚れの付着率を基準として、本実施の形態におけるコーティング組成物を備えたカバーを透過する光束値を測定して得られる(本実施の形態の)汚れの付着率の差分、比率などで定義している。つまり、汚れの付着率の抑制効果は、本実施の形態における照明装置が長期にわたって良好な光学特性(光束値)を維持できることを意味する。
この実施の形態では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態では、コーティング組成物200をカバー1230の裏面へ敷設した態様を説明する。
図26に示すように、コーティング膜103は、光学機能部品であるカバー1230の裏面に敷設されている。すなわち、コーティング膜103は、上側支持部1233と下側支持部1234の裏側に形成されている。
上側支持部1233の裏面と下側支持部1234の裏面は、光源が配置される基台1220と当接する面である。
上側支持部1233および下側支持部1234の材料は遮光性と高反射性を有する材料であるから、コーティング膜103は、透明である必要はない。
この実施の形態の照明装置は、光源が配置される基台1220と、光源を覆うとともに基台1220に当接した状態で取り付けられた光学機能部品である透光性のカバー1230を備える。カバー1230の基台1220に当接する面は、前述したコーティング組成物200が薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
カバー1230は、シリカ膜から一部が露出したフッ素樹脂粒子によってコーティング膜103が敷設された裏面の摩擦係数が減少し、コーティング膜103が敷設されたカバー1230の裏面と基台1220との接触抵抗が抑制され相互に滑りやすくなる。このためきしみ音が発生するおそれが減る。
なお、カバー1230の基台1220に当接する面に敷設されるコーティング膜103は、摩擦抵抗をより小さくするために、実施の形態1と異なる態様を選択することができる。例えば、フッ素樹脂粒子の平均粒径(平均粒子径)あるいはシリカ微粒子とフッ素樹脂粒子との重量比などが変更されてもよく、また、フッ素樹脂粒子に代わる粒子を使用してもよい。
この実施の形態では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態では、コーティング組成物を灯具(光源ユニット)の反射面へ敷設した態様を説明する。
図27に示すように、コーティング膜103は、光学機能部品であるカバー1230の下側支持部1234の表面と発光素子基板1210の表面とに敷設されている。上側支持部1233および下側支持部1234の材料は遮光性と高反射性を有する材料であり、下側支持部1234の表面と発光素子基板1210の表面とは、反射面1990である。
また、コーティング膜103を基台1220の表面に敷設して、コーティング膜103を光源ユニットの光学機能部品のすべての反射面へ敷設してもよい。
基台1220の表面に敷設するコーティング膜103は、基台1220の表面全体に敷設してもよいし、露出して反射面となる表面の一部分にのみ敷設してもよい。
さらに、コーティング膜103が形成された反射シートを、発光素子基板1210の表面あるいは基台1220の表面に配置してもよい。
この実施の形態の照明装置は、光源から出射された光を照射空間側に反射させる反射面1990を有する光学機能部品であるカバー1230の下側支持部1234と発光素子基板1210と基台1220とを備える。下側支持部1234と発光素子基板1210と基台1220との反射面には、前述したコーティング組成物200が薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
コーティング膜103は、長期間にわたって光源ユニットの反射面の防汚効果が持続させる効果を奏する。このため、長期間にわたって反射面の反射率が安定し、灯具から外側への光の取り出し効率が安定する。
この実施の形態では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態では、コーティング組成物を照明器具(器具本体)のあらゆる反射面へ敷設した態様を説明する。
図28に示すように、コーティング膜103は、光学機能部品である器具本体1100の表面に敷設されている。すなわち、コーティング膜103は、凹部1111と傾斜部1114−1と傾斜部1114−2の表面に敷設されている。器具本体1100の表面は、反射面1990である。
この実施の形態の照明装置は、光源から出射された光を照射空間側に反射させる反射面1990を有する光学機能部品である器具本体1100を有する。器具本体1100の反射面1990には、前述したコーティング組成物200が薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
<効果>
コーティング膜103は、長期間にわたって反射面1990の防汚効果が持続する。このため、灯具から照射された光を照射空間側へ反射させる反射効率が安定する。
この実施の形態では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態では、コーティング組成物200を敷設した直管LEDランプの態様を説明する。
図29の照明装置2000は、直管LEDランプ2010と、直管LEDランプ2010をソケット2020で取り付けた器具本体2040とを備える。器具本体2040は、傾斜反射面2001と水平反射面2002とを有する。
直管LEDランプ2010の内部には、ヒートシンク2100と、基板2200と、LED2300とが収納されている。
図29に示すように、コーティング膜103は、光学機能部品である器具本体2040の表面に敷設されている。すなわち、コーティング膜103は、傾斜反射面2001と水平反射面2002との表面に敷設されている。
また、コーティング膜103は、直管LEDランプ2010の表面に敷設されている。
また、コーティング膜103は、ヒートシンク2100の表面と、基板2200の表面とに敷設されている。
この実施の形態の照明装置は、灯具(直管LEDランプ2010)と照明器具(器具本体2040)とのあらゆる反射面に、前述したコーティング組成物200が薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
コーティング膜103は、長期間にわたって反射面の防汚効果が持続する。このため、灯具から照射された光を照射空間側へ反射させる反射効率が安定する。
この実施の形態では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態では、コーティング組成物を敷設可能な電球形LEDランプの態様を説明する。
本実施の形態では、電球形LEDランプ3100を埋め込みタイプの照明器具3200に装着した照明装置3000について説明する。
照明器具3200は、リフレクタや化粧フレームなどを備える器具本体3305、ソケット3201を備える。
電球形LEDランプ3100は灯具であり、照明器具3200のソケット3201に装着される。
電球形LEDランプ3100は、球状または半球状のカバー3035と筒状の筒部3037とを有する。
また、コーティング膜103は、器具本体3305の内表面と外表面とに敷設されている。器具本体3305の内表面は反射面である。
また、コーティング膜103は、平面カバー3400の外表面に敷設されている。
この実施の形態の照明装置は、灯具(電球形LEDランプ3100)と照明器具(器具本体3305)との照射側にあるあらゆる面に、前述したコーティング組成物200が薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
コーティング膜103は、長期間にわたって反射面の防汚効果が持続する。このため、灯具から照射された光を照射空間側へ反射させる反射効率が安定する。
この実施の形態では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態では、コーティング組成物を敷設した天井埋め込み型の照明装置の一例であるダウンライトの態様を説明する。
図31および図32を参照して、本実施の形態に係る装置である照明装置4000の構成を説明する。
また、コーティング膜103は、光源基板4210と反射板4240と拡散板4250との表面に敷設されている。
コーティング膜103は、ヒートシンク4390に敷設されている。
この実施の形態の照明装置は、照明器具の照射側にあるあらゆる面に、前述したコーティング組成物200が薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
コーティング膜103は、長期間にわたって反射面の防汚効果が持続する。このため、灯具から照射された光を照射空間側へ反射させる反射効率が安定する。
また、長期間にわたってヒートシンク4390の防汚効果が持続する。このため、光源から空間への放熱が安定する。
この実施の形態では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態では、コーティング組成物を敷設した高天井型の照明装置の態様を説明する。
図34は、光源部5100の分解斜視図である。
本実施の形態に係る照明装置5000は、高天井用途に使用されるHID(High Intensity Discharge lamp)形LEDランプであり、光源部5100と放熱部5200と接続部5300と配線部5400と固定部5500を有する。
光源部5100は、光源基板5150を有する。光源部5100は、少なくとも一つ以上の光源素子5140を有しており、光源基板5150には、複数の光源素子5140が配列されて固定されている。
光源部5100は、光源基板を覆うカバー5110と、反射板5120と、カバー5110と反射板5120とを固定するカバー止め5130とを有する。
光源部5100は、光源基板5150の中央を受熱体5260に固定するスタビライザ5160を有する。
光源基板5150は、反射板5120と受熱体5260の間に挟まれた状態で受熱体5260に固定されている。
また、光源基板5150は、スタビライザ5160と受熱体5260の間に挟まれた状態で受熱体5260に固定されている。
光源基板5150は、ネジまたはボルトなどの金属部品を用いて受熱体5260に固定されていない。
固定部5500は、複数の板状のアーム5580から構成される。
アーム5580は、ヒートシンクでもあり、光源部5100と接続部5300との間に配置されている。
複数のアーム5580は、受熱体5260と接続部5300とに固定されている。
アーム5580は、4個存在しており、90度間隔で、十字型に配置されている。
放熱部5200は、受熱体5260と、複数の放熱片5270と、複数のアーム5580から構成される。
受熱体5260は、光源部5100が取り付けられ光源部5100の動作熱を受け渡す部品である。
放熱片5270は、放熱体である板状の放熱フィンである。
アーム5580は、受熱体5260と接続部5300とを接続した金属板である。
アーム5580は、放熱片5270を兼ねており、受熱体5260から接続部5300にかけて延設されている。
受熱体5260は、表面に光源部5100を固定しており、複数の放熱片5270は、受熱体5260の裏面に固定されている。
接続部5300は、口金5305とホルダ5390とを有する。
口金5305は、口金ソケットに螺着固定される。
ホルダ5390は、口金5305を保持するとともに、アーム5580を固定する。
また、コーティング膜103は、複数の放熱片5270と複数のアーム5580の表面に敷設されている。
また、コーティング膜103は、光源基板5150とスタビライザ5160との表面に敷設されている。
この実施の形態の照明装置は、HID形LEDランプの光学機能部品の反射面と放熱面とに、前述したコーティング組成物200が薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
コーティング膜103は、長期間にわたって反射面の防汚効果が持続する。このため、灯具から照射された光を照射空間側へ反射させる反射効率が安定する。
また、長期間にわたって放熱部5200の放熱フィンの防汚効果が持続する。このため、光源から空間への放熱が安定する。
また、アーム5580と放熱片5270とは、板金を打ち抜いて製造されるものであるが、アーム5580と放熱片5270との全体にコーティング膜103を形成することにより、アーム5580と放熱片5270とのエッジをコーティング膜103で覆うことができ、アーム5580と放熱片5270とによる受傷を防止することができる。
また、コーティング膜103によりアーム5580と放熱片5270との表面に凹凸ができ、表面積が増加するので、放熱効果が向上する。アーム5580と放熱片5270との表面の凹凸により、やけどの可能性が減少する。
この実施の形態では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
この実施の形態では、コーティング組成物を敷設した筒型の照明装置の態様を説明する。
光源ユニット6010は、本体部6100と、発光部6120と、カバー6130とを有する。
また、光源ユニット6010は、第1端部蓋6140と、第2端部蓋6150とを有する。
本体部6100は、筒形に形成されており、アルミニウムを使用し、押出し成形によって一体製造され、ヒートシンクとして機能する。
本体部6100は、外周側表面に外周面6110を有し、内周側表面に内周面6103を有する。
本体部6100には、外周面6110に前記発光部6120が配置される取付部6102と、取付部6102に対向した内周面6103に発光部6120が発する動作熱を放散させる熱放散部6105とが形成されている。
筒部6101は、外周面6110に取付部6102を有する。取付部6102は、発光部6120が配置される取付面として機能する。
筒部6101は、内周面6103に熱放散部6105を有する。熱放散部6105は、内周面6103から突設された突設部であり、熱放散部6105は、複数の放熱フィン6108からなる。
筒部6101には、筒端部として端部6104がある。
熱放散部6105である複数の放熱フィン6108は、本体部6100の内周面6103から本体部6100の内部空間側に立設されており、本体部6100の中心軸方向における一方の端部6104から他方の端部6104に渡って立設されている。複数の放熱フィン6108は、本体部6100の厚さ寸法以上の高さで立設され、本体部6100と一体的に形成されている。
発光部6120は、発光素子6121と基板6122とを有する。
発光素子6121の好適な具体例は、固体発光素子、発光ダイオード素子、有機EL素子、レーザダイオード素子である。
基板6122は、リジット基板でもよいし、フレキシブル基板でもよい。基板6122の好適な具体例は、アルミニウム基材の基板であるが、基材として他の材質が選択されてもよい。
カバー6130は、発光素子6121を覆うように、かつ、発光素子6121と離間して本体部6100の外側に配置されている。カバー6130の中心軸と本体部6100の中心軸とは、同じ中心軸Oに配置されている。
カバー6130は、管体の主部となる透光部6131を有する。
カバー6130は、外周面6132と、内周面6133と、筒端部に端部6134を有する。
発光素子6121が実装された基板6122とカバー6130との間には、筒状の点灯空間6137が形成されている。
カバー6130は、基板6122および本体部6100の外周面6110と干渉しなければ、中心軸Oと直交する断面の形状は限定されない。また、カバー6130は、基板6122および本体部6100の外周面6110と干渉しなければ、中心軸Oの方向において部分的に断面形状または寸法が異なる態様であってもよい。
第1端部蓋6140は、本体部6100(筒部6101)の一端部およびカバーの一端部6134を覆うように本体部6100に取り付けられている。
第1端部蓋6140は、本体部6100(筒部6101)とカバー6130との一端部を覆う蓋であり、第1キャップとして機能する。
第1端部蓋6140の好適な具体例は、アルミニウムであるが、他の材質が選択されてよい。
第2端部蓋6150も、第1端部蓋6140と同じ構成を有する。
<<支持ユニット6020>>
支持ユニット6020は、発光素子6121を点灯させる点灯電力を外部から受電する受電端6200が取り付けられており、受電端6200から発光素子6121が実装された基板6122に点灯電力を伝達する配線部材を配置する配線経路が形成されている。
支持ユニット6020は、受電端6200と、支持体6210と、連結部6230と、第2ガスケット6250とを有する。
支持体6210は、絶縁部であり、樹脂材料を用いて製造される。
支持体6210は、筒形状の支持筒部6212を有する。
支持筒部6212の第1端部6216は、口金側端部であり、口金筐体6201が嵌めこまれる羅合部6211を有する。
支持筒部6212の第2端部6217は、連結部側端部であり、支持鍔部6213を有する。支持鍔部6213は、環状形状をしており、連結部6230を連結する連結部取付部として機能する。
支持鍔部6213は、90度間隔で配置された4個のネジ孔6214を有する。ネジ孔6214には、連結部6230を取り付けるためのネジ6260がねじ込まれる。
連結部6230は、光源ユニット6010と支持ユニット6020とを両端部に連結して固定する。
連結部6230は、放熱板6240を兼ねた突設部6235を有し、光源ユニット6010からの熱を吸収して熱放散経路として機能し、突設空間6249に放熱する。
連結筒部6231の蓋6247の周囲には連結鍔部6232が形成されている。連結鍔部6232は、支持体6210と連結される支持体取付部として機能する。
円環部6233は、光源ユニット支持部として機能する。
円環部6233は、90度間隔で配置された4個のネジ孔6234を有する。ネジ孔6234には、支持ユニット6020を光源ユニット6010に取り付けるためのネジがねじ込まれる。
円環部6233には、十字形状の4個のブリッジがある。ブリッジは、円環部6141の中央を横切っており、円環部6233の中央に4個の扇形状の通気口6246を形成している。
また、コーティング膜103は、第1端部蓋6140と第2端部蓋6150と連結部6230の表面に敷設されている。
また、コーティング膜103は、基板6122と、筒部6101の熱放散部6105との表面に敷設されている。
この実施の形態の照明装置は、筒形LEDランプの光学機能部品の表面に、前述したコーティング組成物200が薄膜状のコーティング膜103として敷設されている。
コーティング膜103は、長期間にわたって表面の防汚効果が持続する。このため、灯具から照射された光を照射空間側へ反射させる反射効率が安定する。
また、長期間にわたって熱放散部6105の防汚効果が持続する。このため、光源から空間への放熱が安定する。
以上、本発明に係るコーティング組成物、灯具および照明装置について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
発光素子311の数は、複数に限らず、1つであってもよい。
Claims (9)
- シリカ微粒子およびフッ素樹脂粒子を含み、光学機能部品の表面に敷設されているコーティング組成物であって、
前記フッ素樹脂粒子が、前記シリカ微粒子から成るシリカ膜の表面から部分的に露出して点在した状態で、コーティング膜として敷設されており、
前記コーティング膜は、
前記光学機能部品の表面に敷設されている状態で、前記シリカ膜の露出面積が前記フッ素樹脂粒子の露出面積よりも大きいコーティング組成物。 - 前記コーティング膜は、
前記光学機能部品の表面に塗布されたコーティング溶液が乾燥固化した状態で前記光学機能部品の表面に薄膜状に敷設されている請求項1に記載のコーティング組成物。 - 前記コーティング膜は、
前記光学機能部品の表面に敷設されている状態で、前記シリカ膜の可視光透過率が前記フッ素樹脂粒子の可視光透過率よりも大きい請求項1又は2に記載のコーティング組成物。 - 前記コーティング膜は、
前記光学機能部品の表面に敷設されている状態で、前記フッ素樹脂粒子の可視光反射率が前記シリカ膜の可視光反射率よりも大きい請求項1から3のいずれか1項に記載のコーティング組成物。 - 光源と、
前記光源を覆う透光性のカバーであって、請求項1から4のいずれか1項に記載のコーティング組成物がコーティング膜として表面に敷設されているカバーと、
を備えた照明装置。 - 光源が配置される基台と、
前記光源を覆うとともに前記基台に当接した状態で取り付けられた透光性のカバーであって、前記基台に当接する面に、請求項1から4のいずれか1項に記載のコーティング組成物が薄膜状のコーティング膜として敷設されているカバーと、
を備えた照明装置。 - 光を照射空間に反射させる反射面を有する光学機能部品であって、請求項1から4のいずれか1項に記載のコーティング組成物がコーティング膜として前記反射面に敷設された光学機能部品を備えた照明装置。
- シリカ微粒子およびフッ素樹脂粒子を含み、光学機能部品の表面に敷設されるコーティング組成物によるコーティング膜の敷設方法において、
前記光学機能部品が連結された連結部品を製造する成形工程と、
前記連結部品の表面にコーティング溶液を塗布して、前記フッ素樹脂粒子が前記シリカ微粒子から成るシリカ膜の表面から部分的に露出して点在した状態のコーティング膜を敷設し、前記コーティング膜が前記光学機能部品の表面に敷設されている状態で前記シリカ膜の露出面積が前記フッ素樹脂粒子の露出面積よりも大きいコーティング膜を形成する塗布工程と、
コーティング膜を形成した前記連結部品を切断して、前記光学機能部品を作成する切断工程と
を備えたコーティング膜の敷設方法。 - 光学機能部品の表面に、シリカ微粒子およびフッ素樹脂粒子を含むコーティング組成物によるコーティング膜であって、前記フッ素樹脂粒子が前記シリカ微粒子から成るシリカ膜の表面から部分的に露出して点在した状態のコーティング膜を敷設し、前記コーティング膜が前記光学機能部品の表面に敷設されている状態で前記シリカ膜の露出面積が前記フッ素樹脂粒子の露出面積よりも大きいコーティング膜を形成し、
前記光学機能部品を用いて照明装置を製造する照明装置の製造方法。
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