JP6143261B2 - Ndフィルタ及び太陽観察用ndフィルタ並びにこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
このように強烈な光を放つ太陽を安全に観察するには、専用の遮光板や太陽観察用グラスを要するとされており、これらについては次の2つの規格や目安が知られている。
第一に、日本工業規格の溶接用遮光保護具の規格(JIS T8141 遮光保護具)中の遮光度13が、太陽観察用グラス等の目安とされている。当該遮光度において、各種透過率は、紫外線について0.000076%(パーセント)以下、可視光線について0.0012%以下、近赤外線について0.014%以下である。
第二に、欧州標準化委員会(CEN)による、太陽観察用のフィルタ・遮光具に関する規格(EN1836:2005+A1:2007(E))の遮光度E12以上である。当該遮光度において、各種透過率は、紫外線について0.0032%以下、可視光線について0.0032%以下、近赤外線について3%以下である。
以上の規格や目安に配慮した太陽観察用グラスとして、下記特許文献1に記載の物が知られている。この物においては、遮光フィルタが用いられており、当該遮光フィルタは、上記JISに関する目安に配慮して、波長365nm(ナノメートル)の紫外線に対する透過率が最大で0.000076%となるガラスとされている。
他方、合成樹脂製の遮光材を混入したシートは、比較的安価に作製できるが、薄手であってしっかりしたサングラスやカメラフィルタ等の作製のために用いることができないし、上記規格等のうち紫外線と可視光線に係る透過率の基準は満たすものの赤外線に係る基準は満たすことが実際には難しい等、太陽観察用として充分な性能を出し難い場合を生じている。
そこで、本発明の目的は、低コストで充分な性能を備え、赤外線を僅かに通すイカ墨を利用しても赤外線を遮光可能にするNDフィルタ,太陽観察用NDフィルタや、それらの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項2に記載の発明は、太陽観察用光学フィルタにあって、上記NDフィルタを使用することを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、上記目的に加え、単体では分散し難いイカ墨をよく分散させてムラやダマのないNDフィルタを得る目的を達成するため、上記発明において、前記分散剤を高分子系顔料分散剤とすることを特徴とするものである。
上記目的を達成するため、請求項5に記載の発明は、太陽観察用NDフィルタの製造方法にあって、上記NDフィルタの製造方法を用いることを特徴とするものである。
当該形態において、光学物品は、主にイカ墨が基材としての樹脂に分散されることで形成される。
樹脂は、それ自体透明あるいは半透明であり、透光性を有している。樹脂は、好適には熱硬化性樹脂であり、例えばCR39(アリルジグリコールカーボネート)やエポキシ樹脂、ポリウレタン系樹脂である。
当該顔料は、アカイカ類や甲イカ類等から得た原料墨汁を精製して得られるものである。当該顔料は、イカ墨から酵素反応と限外ろ過を用いたプロセスにより、平均粒径が約300nm(ナノメートル)で、粒径範囲が約100〜500nmの単分散球形子として色素含有量10wt%(重量パーセント)程度の濃縮液として精製される。即ち、原料イカ墨に対し、酵素を反応させた後に酵素を失活させ、限外ろ過を実施して濃縮液を取得する。尚、イカ墨は、濃縮されていなくても良い。
イカ墨は難水溶性(不溶性)であり、又色素の粒径が微小であることから、分散し難い性質を呈するため、イカ墨と共に分散剤を投入することが好ましい。
分散剤としては、高分子系顔料分散剤(例えば味の素ファインテクノ株式会社製アジスパー)や、これを溶剤(例えばメチルエチルケトン(MEK))に溶かしたもの等が用いられる。
分散剤を使用することで、光学物品が透明基体中に球状の黒色部分を含む状態となり又は黒色の凝集や凝集沈殿や脈理を生じあるいは斑状となる事態を防止して、均一な黒色を呈し、所望の波長領域で一定の透過率となる光学物品を得られる可能性が飛躍的に高まる。
イカ墨自体は、可視領域における光を良好に遮る(透過率の低い状態とする)ので、光学物品の目的に応じて赤外線カット剤等を合わせることで、赤外線領域等の光も遮ることができる。例えば、赤外線カット剤を合わせれば、赤外線領域の光の遮蔽が要求される太陽観察用光学フィルタに適したものとすることができる。
当該実施例において、次の方法でモノマーやイカ墨等を調合し、その調合物を公知のプラスチックレンズの製造方法によって硬化して日食観察用サングラスレンズを得た。
調合方法は、前処理と本調合に大別することができる。
次にMEKを計量し(5g)、顔料分散剤に投入する。
続いて、この混合物を良く溶解させる。ここでは回転数1000rpm(回/分)の流れを液中の回転子により起こして攪拌し、白濁状態から透明になるまで時間をかけて溶解させる。
そして、この溶解物に対し、液体のイカ墨(上記黒褐色系単分散顔料)を計量して(2.25g又は2.5g)投入し、同様に攪拌する。
この後、赤外線カット剤(大光テクニカル株式会社製の近赤外線カット材)を更に投入し(MEKを除く前処理液及びモノマーを合わせた重量に対し3wt%又は4wt%)、同様に攪拌して良く分散させる。
このようにして、前処理を完了し、前処理液を得る。
尚、前処理液における上記黒褐色系単分散顔料の含有量は、好適には、最終的なレンズにおいて濃度が10ppm以上となり得る量とする。
次に、攪拌を実施する。この際、脱気状況下とし、MEKが(揮発により徐々に)無くなるようにする。
続いて、硬化剤であるIPP(重合開始材,ここでは日本油脂株式会社製のパーロイルIPP−27〔CR〕)を更に11g投入する。
そして、充分に攪拌されたものを最終調合物とし、この最終調合物をプラスチックレンズのモールドに注入して、モールド内部の形状で硬化させ、光学物品ないしは太陽観察用光学フィルタとしての日食観察用サングラスレンズを得る。このレンズの肉厚は2mmとした。
即ち、イカ墨投入量2.25gで、赤外線カット剤3wt%のものを実施例1とし、4wt%のものを実施例2とする。
又、イカ墨投入量2.5gで、赤外線カット剤3wt%のものを実施例3とし、4wt%のものを実施例4とする。
実施例1〜4の何れにおいても、近紫外領域及び可視領域(350〜780nm)で0.00002±0.00001%のフラットな透過率分布を示しており、カメラ用ND100000フィルタと同様の、太陽観察用(NDフィルタ用)に適した可視光の減光が行えている。
一方、近々赤外領域(780〜850nm)では、実施例1〜4の何れにおいても、830nm付近を極大値とした低い透過率に抑えることができており、当該極大値は、実施例1〜3で0.12%であり、実施例4で0.07%である。又、実施例1〜3に比べ、実施例4では、この領域における透過率分布がおしなべてより低く、よってこの領域における透過率を低くするには、第一にイカ墨の量を(可視光減光等の他の性能に影響の少ない範囲で)増加し、第二に赤外線カット剤の量を(同様に)増加すれば良い。
他方、近赤外領域の一部(850〜1200nm)では、当該領域のほぼ中央(1000nm前後)に最大値を有する山状あるいは丘状の透過率分布となっている。当該最大値は、実施例3で0.44%、実施例1で0.32%、実施例2で0.24%、実施例4で0.1%である。イカ墨自体は近赤外線を僅かではあるが透過する性質があり、イカ墨のみを増加しても単純に当該領域の減光にはつながらない。この領域における透過率を低くするには、第一に赤外線カット剤の量を増加し、第二にイカ墨の量を赤外線カット剤とのバランスをみて増加すれば良い。
尚、これより長波長側(1200nm〜)の透過率は、何れの実施例においてもほぼ0%である。
又、実施例1〜4は、上記CENの遮光度E12を、紫外線・可視光線・近赤外線の何れにおいても余裕をもってクリアしている。
よって、実施例1〜4は、太陽観察用光学フィルタとして充分な性能を有している。又、実施例1〜4における減光は、天然資源であるイカ墨によりもたらされており、有機物や化学物質を多用しない環境に優しい省資源の製品とすることができる。
Claims (5)
- イカ墨と共に、赤外線カット剤が透光性の樹脂に分散されており、
前記イカ墨は、粒径範囲が100〜500nmの単分散球形子であり、前記樹脂に係るモノマーに対して、最終的に10ppm以上となるように分散されており、
前記赤外線カット剤は、前記樹脂に係るモノマー100gに対して、3.3171g以上4.4791g以下の割合で分散されている
ことを特徴とするNDフィルタ。 - 請求項1に記載のNDフィルタを用いた
ことを特徴とする太陽観察用NDフィルタ。 - 透光性の樹脂のモノマーにイカ墨と分散剤及び赤外線カット剤を投入し、樹脂を合成することで、透光性の樹脂にイカ墨及び赤外線カット剤が分散したNDフィルタを製造するNDフィルタの製造方法にあって、
前記イカ墨は、粒径範囲が100〜500nmの単分散球形子であり、前記モノマーに対して、最終的に10ppm以上となるように投入され、
前記赤外線カット剤は、前記モノマー並びに前記イカ墨及び前記分散剤に対して、3wt%以上4wt%以下の割合で投入される
ことを特徴とするNDフィルタの製造方法。 - 前記分散剤は、高分子系顔料分散剤である
ことを特徴とする請求項3に記載のNDフィルタの製造方法。 - 請求項3又は請求項4に記載のNDフィルタの製造方法を用いた
ことを特徴とする太陽観察用NDフィルタの製造方法。
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