JPH0357444B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は照明セード等の照明用、各種の光学機
器用、太陽光の反射体用等の各種用途に好適な反
射率の大きい高反射体に関する。

（従来の技術及び解決すべき課題） 従来の反射体およびその製造法は、凡そ次のよ
うに分類できる。

(1) ステンレス或はアルミニウム等の金属の表面
をバフ研磨、電解研磨或は化学研磨したもの。

(2) 鉄或はアルミニウム等の金属の表面に、ホー
ロー処理を施したもの。

(3) ガラス或は透明樹脂の表面または裏面に、真
空蒸着法でアルミニウム等の金属をコーテイン
グするか、或は銀鏡反応によつて銀をコーテイ
ングしたもの。

(4) 前記(1)または(3)の表面に透明樹脂被膜を設け
たもの。

が代表的なものである。

しかしながら、(1)のものは金属製であるため加
工性に乏しく、重量が大きく耐食性に乏しい上、
研磨に非常な工数を要する。この上バフ研磨等の
機械的研磨においては、その仕上げ表面が粗く、
金属表面だけでは正反射性を出すことは極めて困
難である。また電解研磨または化学研磨では湿式
となり、使用する化学薬品の公害問題があるばか
りでなく、この研磨面の正反射性は良くなく鏡面
を形成するには不十分である欠点を有する。

(2)のものは、金属性であるため前記(1)のものと
同様に金属性であるための欠点を有すると共に、
ホーロー処理を施した平滑性はともかく、正反射
性は全くなく、ほとんどが乱反射光或は分散光し
か得られない。しかもホーローは衝撃に対して脆
く、その破損点から金属の腐食、侵食が始まり、
また、ホーローは比重が高いので、大体金属と併
せてその重量は極めて大きくなる等の多くの欠点
を有している。

(3)のものは、その表面が金属であるため、耐薬
品性、耐候性、耐摩耗性が小さく、時にガラス性
のものは重く割れ易いばかりでなく、正反射性は
良いが、全反射性はニツケルやクロム等の金属メ
ツキの場合はよくない。また、メツキは湿式であ
るので、使用する化学薬品の公害問題がある等の
欠点を有する。

(4)のものは、前記のものの欠点を解決せんとす
るものであるが、表面にコーテイングした樹脂保
護膜の耐熱性、耐摩耗性、耐光性、耐候性、耐薬
品性等が問題となる。即ち経時使用すると、表面
が着色したり或は失透したりすることによつて、
その全反射性が悪くなつたり、或は表面を清浄に
するための布などで拭くと、摩耗傷が生ずること
が多い。また表面の樹脂保護膜は樹脂液を塗布
し、溶剤を蒸発させて硬化させることによつて形
成されるので、その製造工程において溶剤による
公害及びこれを回収する装置を必要とするばかり
でなく、下地の樹脂、ガラス等が滑らかな面であ
る場合はともかく平滑面でなく、凹凸や模様のあ
る場合はそのコーデイネーテイングが極めて困難
であつた。例えばコーテイングしたとしても、コ
ーテイング膜の垂れ現象や凹凸面或は谷間を塗料
樹脂が埋める結果、塗料樹脂層による光の不均一
屈折や吸収によつて全反射性は勿論、正反射面も
極めて悪くなる。また、塗料の塗料厚みが大きく
なるために、光の吸収率ばかりでなく熱線の吸収
も大きくなるため表面の温度上昇が起こり、それ
が前述した表面樹脂層の物性低下を更に促進する
等の多くの欠点を有する。

本発明は、従来のこれらの欠点のない新規な反
射率の大なる高反射体を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の要旨は、金属酸化物の真空コーテイン
グの際に揮発成分が発生しないように予め揮発成
分を除去した熱硬化性合成樹脂で反射体の本体を
形成し、該成形体の表面に光反射金属の真空コー
テイング金属膜を蒸着し、しかる後、更にその上
に厚さ3000〜20000Å程度の金属酸化物からなる
光透過性の真空コーテイング保護膜を設けること
を特徴とする反射体の製造方法である。

すなわち、本発明においては、高温下での使用
に耐えるように、本体として、耐熱性の熱硬化性
樹脂よりなる成形体を使用し、且つ、該成形体
は、無機化合物の真空コーテイングの際、揮発性
物質を発生しないような熱硬化性樹脂であり、こ
のような合成樹脂を使用する事によつて、本体と
金属膜及び保護膜との密着性を良好なものとする
ことが出来た。

次に本発明について詳細に説明する。

本発明において、反射体の本体として使用する
熱硬化性樹脂としては、例えば、フエノール樹
脂、尿素樹脂、フルフラール樹脂、アリル樹脂、
エポキシ樹脂、けい素樹脂、ほう素樹脂、炭化硅
素樹脂、熱硬化性ポリカーボネート樹脂、熱硬化
性ポリエステル樹脂等が挙げられる。また、これ
らの樹脂に通常配合する添加剤を添加してもよ
く、例えばガラスフアイバー、雲母、石綿等の補
強充填剤を、或は、難燃性または自己消化性を付
与するため、難燃剤等の添加剤を添加しても良
い。

しかして、これらの熱硬化性樹脂中に、未反応
単量体、揮発性可塑剤、溶剤、水の如き真空下に
おいて蒸発し、その蒸気圧が高くなるような低分
子物質が存在しないものを使用しなければならな
い。これらの低分子物質が存在する場合は、前も
つて可及的に除去しておくことが必要である。

本発明における本体は、上述の熱硬化性樹脂を
射出成形、注型成形、圧縮成形等の方法で成形品
に成形することによつて得られる。

得られた成形品またはこれらの複合体の表面
に、光反射性金属を真空コーテイング法によつて
コーテイングを行なう。光反射性金属としては、
例えば無色の金属としてアルミニウム、銀、クロ
ム、ニツケル、白金等の単体金属およびこれらの
合金、有色金属又は金属化合物として銅、金、真
鍮、窒化チタン等の単体金属、及び合金が挙げら
れる。しかし、これに限定されるものではない。

これらの金属、合金および金属化合物を真空コ
ーテイングするためには、本体を構成する熱硬化
性合成樹脂の熱分解温度および熱変形温度以下で
行なう必要がある。

金属の真空コーテイングは比較的短時間、通常
数秒ないし数分で形成できるので、コーテイング
による樹脂の昇温は小さい。金属、合金または金
属化合物のコーテイングの厚さは、可視光、近赤
外線及び紫外線を十分反射し得る厚みであればよ
く、金属の種類によつて異なるが、通常数千オン
グストロム以上厚くても１ミクロンもあれば十分
である。しかし、目的によつてはこの限りではな
い。例えば可視光に対して半透明の鏡面を作りた
い時や可視光は反射し赤外線のみを透過しようと
するコールドミラーの如きはこの例である。

光反射性の最も良い金属としては銀とアルミニ
ウムが代表的であるが、経済的な観点からは後者
が望ましい。

このようにして製造した金属、合金または金属
化合物の膜の上に、金属酸化物を真空コーテイン
グ法、例えば、真空蒸着法、スパツタリング法、
イオンプエレーテイング法で光透過性の無機質保
護膜を形成させる。

このような化合物としては、二酸化硅素、石
英、水晶等の無水ケイ酸質；マグネシア、ジルコ
ニア、スピネル等の酸化物系の磁器；コジエライ
ト等のキン青石磁器；パイロセラム等のシリア磁
器；バリウムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミ
ナガラス等のケイ酸塩ガラス；アルミナホウ酸ガ
ラス、シヨツト等のホウ酸塩ガラス；アルミナリ
ン酸ガラス等のリン酸塩ガラス等の光透過性の無
機質保護膜を形成することが可能な無機酸化物ガ
ラス類、セラミツク類が挙げられる。

これらの無機化合物よりなる無機質保護膜は、
前述の金属の真空コーテイング後、真空ベルジヤ
内からそれを取出すことなく、真空コーテイング
よつて行なうことができる。

一般にこれらの無機化合物は、金属に比べて融
点が高く、蒸発或は昇華エネルギーも大きいので
蒸発法によつては温度昇温のため樹脂の変形、融
解或は、分解を起こすことがある。

例えば、二酸化硅素のスパツタリング法は、コ
ーテイング速度が他の方法に比べて極めて遅い
が、コーテイング速度を上げるために励起出力を
上げすぎると、樹脂の変性を伴うことが多いの
で、通常最高でも100Å／min以下、望ましくは
50Å／min以下の速度でコーテイングするのがよ
い。

真空蒸着法を用いる場合は、尤も昇温は少な
く、1000〜4000Å／minの蒸着速度も可能であ
る。但し面倒ではあるが、披着物の外面を予め水
冷しておく等の手段を行なうことによつて、より
コーテイングを高速度で行なうことができる。

そして、蒸着時間は３分〜５分間であるので、
蒸着膜の厚さは3000〜20000Å程度である。

このようにして、得られた高反射体は、そのま
まで使用することができるが、耐久性を増加する
ためには以下のような熟成を行なうことが望まし
い。熟成法としては、次の方法がある。

(1) 熱変形温度以下で数10分ないし数時間加温す
る。

(2) 熱変形温度以下で、加温と冷却を数回繰り返
す。

(3) 点灯によつて前記(1)に相当する加熱熟成を行
なう。

これらの処理がされない場合は、高反射体に水
滴薬品がかかつた時、表面保護膜又は金属等の膜
が剥離或は侵食されることがある。

実施例 １ 内径30cmのガラス製半球と半球29cmのガラス製
半球間の開口部に５mm厚みで幅３cmのシリコンゴ
ムを以つてスペーサ兼シーリング材としたガラス
モールドを用意し、これにω，ω′−ジアクリロ
イルポリテトラメチレングリコール34.3ｇ、メチ
ールメタアルクリレート82.2ｇ、トリブロモフエ
ニルメタアクリレート13.7ｇ、エチレングリコー
ルジメタアクリレート6.9ｇ、過酸化ベンゾイル
1.0ｇ、ジメチルアニリン0.5ｇの混合物を入れ、
室温で約１日間放置した後、100℃で２時間、さ
らに150℃で30分加熱を行ない、無機化合物の真
空コーテイングの際に揮発性物質を発生しない熱
硬化性樹脂よりなる表面光沢のある樹脂セードを
成形した。

この樹脂セードを真空ベルジヤーに入れ、樹脂
セードの頂点と加熱ボードとの間が15cmになるよ
うな位置で保持し、抵抗加熱ボードを用いてアル
ミニウムの真空コーテイングを10^-5Torrの減圧
下、約５秒間行ない、続いて二酸化硅素を電子銃
を用いて５×10^-5Torrの減圧下、約５分間を要
して真空コーテイングした。かくして得られた樹
脂反射体の可視光に対する全反射率は、86％、
45°の正反射率は83％であつた。この樹脂反射体
の表面を爪で以つて、成形した当日に摩擦したと
ころ表面膜が傷つき樹脂面が露出した。１日放置
後、同様の操作を行なつたところ、この様な現象
は観察されず、表面硬度は、HB〜Ｈを示した。

この樹脂セードの反射性は極めて優れており、
ランプ点灯テストでも以上は全く見られなかつ
た。

実施例 ２ 厚さ２mmで表面粗さが0.1μ以下、縦横が20×20
cm²の自己消火性の熱硬化性ポリカーボネート板を
真空コーターのベルジヤー内に入れ、融解ルツボ
の真上30cmの位置に板を保持し、真空度を６×
10^-5Torrにし、電圧を2kv、出力4.0kwの電子銃
でもつて砲金を加熱蒸発せしめて１分間イオンプ
レーテイングを行なつた。

かくして得られた砲金の反射鏡をベルジヤーか
ら取り出すことなくベルジヤー内に酸素を注入
し、減圧度を５×10^-4Torrにして、電圧を
0.2kv、出力1.5kwの電子銃でもつてアルミナを
加熱蒸発せしめて５分間イオンプレーテイングを
行なつた。

かくして得られたアルミナ保護膜を有する樹脂
反射体の反射率は、 これを三日間室温に放置後、浸水テストを行な
つたところ、白濁や剥離現象は全く生ぜず、ま
た、１週間経過しても同様の結果であつた。

実施例 ３ 実施例２と同様の自己消火性のある熱硬化性ポ
リカーボネートの厚さ２mmで、表面粗さが0.1μ以
下の縦横が20×20cm²の板を真空コーターのベルジ
ヤー内に入れ、融解ルツボの真上30cmの位置に板
を保持し、真空度を３×10^-5Torrまでに下げて
窒素ガスを導入し、２×10^-3Torrの減圧下、印
加電圧を1kv、電流1.5Åの条件下、樹脂板が常温
の状態で金属チタンを電子銃で以つて加熱蒸発せ
しめ５分間イオンプレーテイングを行ない窒化チ
タンの金色の反射体が得られた。

かくして得られた反射体をベルジヤーから取り
出すことなくベルジヤー内の窒素を抜いて、減圧
度３×10^-5Torrにし、次に酸素を５×10^-3Torr
まで入れ、５×10^-4Torrの減圧度にし、印加電
圧を0.2kv、電流0.3ないし3.4Å、且つ樹脂板が常
温の状態で出力0.8kwの電子銃でもつて３分間石
英の真空コーテイングを行なつた。

かくして得られた表面保護層を有する反射体の
反射率は、金色として85％であり、その表面保護
層のモース硬度は２で充分な硬度を有する反射体
であつた。

（効果） 以上のように、本発明の方法によるときは、 (1) 反射体の本体は熱硬化樹脂からなるので、製
造工数も少なく成形も任意の形状のものを容易
に作ることが出来、また樹脂を原着することに
より自由な色彩を得ることができ、或はアフタ
ープリント等の後着色も可能である。

また、反射体の形状、反射表面の平滑度やパ
ターンを自由、容易に変えられ、且つ光反射性
金属の種類も自由に選択できるため、配光性、
全反射性、正反射性、反射光の色彩或は波長分
布を希望の条件に設定し得られ、また使用目的
に応じた機能を効果的に発揮する事が出来る。

(2) 反射体の本体が耐熱性で、且つ無機化合物の
真空コーテイングの際揮発性物質を発生しない
熱硬化性樹脂で無機質保護膜の真空コーテイン
グが可能であるから、光反射性金属の真空コー
テイングと無機質保護膜の真空コーテイングを
連続して行なうことができる。従つて、製造も
容易に行なうことができる。

(3) 無機保護膜は真空コーテイングし得られるの
で、従来の塗料を使用する場合と異なり、下地
の光反射性金属膜と全く同じレプリカの薄膜を
形成し得られ、保護膜による光の屈折や吸収は
極めて少なく、全反射率や正反射率、屈折率の
変化が少ない上、従来の樹脂保護膜のような経
時的失透或は着色劣化も極めて少ない。

(4) 保護膜が無機質真空コーテイング膜であるた
め、樹脂保護膜に比べて、耐油、耐摩擦性に優
れ、経時使用しても油による汚染を受けても侵
食されず、しかも拭きとりによる摩擦傷も少な
いので、長期使用に耐え得る。

また、薄いコーテイングが出来、また熱伝導
度も大きいので、照明器具反射体の場合、塗膜
の温度上昇が小さい。

(5) 本体の樹脂自身が防食作用を持つているの
で、金属製のもののように、防食の後塗装を必
要としない。

(6) この製造に際し、有害物質を用いず、且つド
ラスプロセスであるので、公害排出物がなく、
製造も安全で、工場の設置場所の自由度も大き
い。等、従来の反射体では得られない優れた効
果を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属酸化物の真空コーテイングの際に揮発成
   分が発生しないように予め揮発成分を除去した熱
   硬化性合成樹脂で反射体の本体を形成し、該成形
   体の表面に光反射性金属の真空コーテイング金属
   膜を蒸着し、しかる後、更にその上に厚さ3000〜
   20000Å程度の金属酸化物からなる光透過性の真
   空コーテイング保護膜を設けることを特徴とする
   反射体の製造方法。