(57)【要約】【課題】誘虫性が低く、かつ色調が良く、耐熱性が高い光学フィルタ及びそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】光学フィルタ１は、ガラス部材２上にコーティング膜３が形成されている。コーティング膜３は、透明性バインダー３４に、体積平均粒径が１０ｎｍ〜２００ｎｍかつ体積基準９０％径が３００ｎｍ未満であって、表面がシランカップリング剤で処理されたバナジン酸ビスマス粒子３１と、体積平均粒径が１０ｎｍ〜２００ｎｍである酸化亜鉛粒子３２と、体積平均粒径が１０ｎｍ〜２００ｎｍであるコバルト複合酸化物粒子３３が含有されている。これにより、紫外線がカットされると共に、それより長い一部の波長域の透過率が適度に低くなり、バナジン酸ビスマス粒子３１の表面処理によって耐熱性が高くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス部材と、前記ガラス部材上に形成されたコーティング膜と、を備えた光学フィルタであって、
前記コーティング膜は、透明性バインダーに、
体積平均粒径が１０ｎｍ乃至２００ｎｍかつ体積基準９０％径が３００ｎｍ未満であって、表面がシランカップリング剤、シリコーンレジン、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤からなる群から選ばれる一つ以上の表面処理剤で処理されたバナジン酸ビスマス粒子と、
体積平均粒径が１０ｎｍ乃至２００ｎｍである酸化亜鉛粒子と、
体積平均粒径が１０ｎｍ乃至２００ｎｍであるコバルト複合酸化物粒子と、が含有されていることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項２】
前記透明性バインダーは、シリコン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項３】
前記透明性バインダーは、酸化ケイ素を主成分とする無機系材料であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
【請求項４】
光源と、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光学フィルタと、を備え、
前記光源から出射された光が、前記光学フィルタを通して照射されることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昆虫の誘引を低減するための光学フィルタ及びそれを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から特定の波長の光をカットすることによって昆虫の誘引の低減すなわち誘虫性の低減を図った光学フィルタ及びそれを用いた照明器具があり、この種の光学フィルタとして、紫外線及び紫外線より長い波長の光をカットする光学フィルタが知られている（例えば、特許文献１参照）。この光学フィルタは、インジウム（Ｉｎ）がドープされた酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ｉｎ）微粒子にバナジン酸ビスマス（ＢｉＶＯ４）微粒子又はチタン系複合酸化物微粒子を添加した成分を主体とする材料から成る被膜が形成されており、この被膜が紫外線及び波長４００ｎｍ〜４７５ｎｍの可視光線をカットする。このような光学フィルタは、紫外線と共に短い波長の可視光線をカットするので、紫外線のみをカットするフィルタと比べて誘虫性が低い。しかし、この光学フィルタは、短い波長の可視光線がカットされるので透過光の色温度が低下して黄色気味になり、色調が良くない。このため、この光学フィルタを用いた照明器具は、照明光が黄色気味になり、演色性が低くなる。また、バナジン酸ビスマス微粒子を使用した光学フィルタは、耐熱性が低く、照明器具の光源等の熱によって誘虫性を低減する性能すなわち低誘虫性が低下していた。
【０００３】
また、紫外線の透過率が低く、可視光線の透過率が高い紫外線カットフィルタが知られている（例えば、特許文献２参照）。この紫外線カットフィルタは、酸化亜鉛（ＺｎＯ）微粒子が分散された紫外線カット皮膜が透光性のガラス部材上に形成されており、波長３００ｎｍ〜３６５ｎｍの紫外線の透過率が１％以下と低く、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光線の平均透過率が８５％以上と高い。このような紫外線カットフィルタは、色調が良いが、昆虫が波長３６５ｎｍ以上の透過光に誘引されるので、低誘虫性が十分とは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１２６９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１４０５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであり、誘虫性が低く、かつ色調が良く、耐熱性が高い光学フィルタ及びそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、ガラス部材と、前記ガラス部材上に形成されたコーティング膜と、を備えた光学フィルタであって、前記コーティング膜は、透明性バインダーに、体積平均粒径が１０ｎｍ乃至２００ｎｍかつ体積基準９０％径が３００ｎｍ未満であって、表面がシランカップリング剤、シリコーンレジン、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネート系カップリング剤からなる群から選ばれる一つ以上の表面処理剤で処理されたバナジン酸ビスマス粒子と、体積平均粒径が１０ｎｍ乃至２００ｎｍである酸化亜鉛粒子と、体積平均粒径が１０ｎｍ乃至２００ｎｍであるコバルト複合酸化物粒子と、が含有されているものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光学フィルタにおいて、前記透明性バインダーは、シリコン系樹脂であるものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の光学フィルタにおいて、前記透明性バインダーは、酸化ケイ素を主成分とする無機系材料であるものである。
【０００９】
請求項４の発明は、光源と、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光学フィルタと、を備え、前記光源から出射された光が、前記光学フィルタを通して照射される照明器具である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、紫外線がカットされると共に、それより長い一部の波長域の透過率が適度に低くなるので、紫外線のみをカットする紫外線カットフィルタよりも誘虫性が低く、かつ色調が良いものとなる。また、バナジン酸ビスマス粒子が表面処理されているので、耐熱性が高くなる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、バインダー自体の耐熱性が高いため、含有する粒子の耐熱性が損なわれず、熱によるコーティング膜の低誘虫性の低下が防止される。また、コーティング膜を数μｍ以上の比較的厚膜に成膜することができるので、酸化亜鉛粒子は耐薬品性が低いが、厚膜のコーティング膜によって酸化亜鉛粒子の劣化を防止することができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、バインダー自体の耐熱性が高いため、含有する粒子の耐熱性が損なわれず、熱によるコーティング膜の低誘虫性の低下が防止される。また、コーティング膜を薄膜に成膜することができるので、透過率の低下を抑えることができる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、光学フィルタによって誘虫性が低減されると共に、光学フィルタの色調が良いので、照明光の演色性が良いものとなる。また、光学フィルタの耐熱性が高いので、光源等の熱によって低誘虫性が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタの構成を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る照明器具の斜視図。
【図３】本発明の光学フィルタの一実施例の分光透過率を示す図。
【図４】光学フィルタの一比較例の分光透過率を示す図。
【図５】本発明の実施例の誘虫性の評価に用いた照明器具の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る光学フィルタを図１を参照して説明する。本実施形態の光学フィルタ１は、フィルタ基板としての板状のガラス部材２上にコーティング膜３が成膜されている。コーティング膜３は、バナジン酸ビスマス粒子３１と、酸化亜鉛粒子３２と、コバルト複合酸化物粒子３３が、透明性バインダー３４に含有された膜である。バナジン酸ビスマス粒子３１は、表面が表面処理剤３５で処理されている。表面処理剤３５は、例えば、シランカップリング剤であり、シリコーンレジン、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、又はジルコアルミネート系カップリング剤であってもよく、これらの一つ以上の表面処理剤３５が用いられる。コバルト複合酸化物粒子３３は、アルミとコバルト、亜鉛とコバルト等の複合であり、アルミとコバルトの複合が色調が良いので、望ましい。
【００１６】
バナジン酸ビスマス粒子３１と酸化亜鉛粒子３２とコバルト複合酸化物粒子３３の各微粒子（以下、これらを総称して微粒子３０という）の粒子サイズが大きいと、コーティング膜３が白濁して透明性が低下する。微粒子３０の粒子サイズが極端に小さいと、分散性が低くなって２次凝集が起きやすくなり、分球し難くなってコーティング膜３の生産性が低下して高コストになる。このため、バナジン酸ビスマス粒子３１は、体積平均粒径が１０ｎｍ〜２００ｎｍかつ体積基準９０％径が３００ｎｍ未満とされ、体積平均粒径が１０ｎｍ〜６０ｎｍかつ体積基準９０％径が２００ｎｍ未満であることが望ましい。また、酸化亜鉛粒子３２及びコバルト複合酸化物粒子３３は、同様の理由により、体積平均粒径が１０ｎｍ〜２００ｎｍとされ、１０ｎｍ〜６０ｎｍであることが望ましく、体積基準９０％径が２００ｎｍ未満であることが望ましい。
【００１７】
透明性バインダー３４は、例えば、シリコン系樹脂である。シリコン系樹脂は、耐熱温度が２００℃以上と高い。シリコン系樹脂の透明性バインダー３４は、バインダー自体の耐熱性が高いため、含有する微粒子３０の耐熱性を損なわず、熱によるコーティング膜３の低誘虫性の低下が防止される。また、シリコン系樹脂の透明性バインダー３４は、数μｍ以上の比較的厚膜に成膜することができる。微粒子３０のなかでも特に酸化亜鉛粒子３２は、耐熱性は高いが、耐薬品性が低いため、酸等によって劣化しやすい。光学フィルタ１を屋外等で使用する場合、厚膜のシリコン系樹脂によって、酸性雨等による酸化亜鉛粒子３２の劣化を防止することができる。
【００１８】
シリコン系樹脂は、ストレートシリコン系、アクリル変性シリコン、ポリエステルシリコン等であり、特に、ストレートシリコン系は、耐熱性が高く、透明性バインダー３４として望ましい。
【００１９】
透明性バインダー３４には、無機材料である酸化ケイ素を用いてもよい。酸化ケイ素は、耐熱温度が３００℃以上と高い。透明性バインダー３４に酸化ケイ素を用いると、バインダー自体の耐熱性が高いため、含有する微粒子３０の耐熱性を損なわず、熱によるコーティング膜３の低誘虫性の低下が防止される。また、酸化ケイ素は、０．２〜３μｍ程度の薄膜に成膜することができるので、光学フィルタ１の透過率の低下を抑えることができる。なお、このような透明性バインダー３４は、酸化ケイ素が主成分であれば、他の無機成分を含んだ無機系材料であっても構わない。
【００２０】
次に、光学フィルタ１の作成について説明する。バナジン酸ビスマス粒子３１は、例えば、その粒子３１を含有した溶媒中に、表面処理剤３５をそのまま又は溶媒で希釈して添加し、撹拌して処理した後、溶媒を除去し乾燥させることによって表面処理する。また、粉末状のバナジン酸ビスマス粒子３１に、表面処理剤３５又は溶媒で希釈した表面処理剤３５を吹き付けて処理した後、乾燥させることによって表面処理してもよい。
【００２１】
酸化亜鉛粒子３２は、耐酸性等が比較的低いため、シランカプリング剤等で湿式又は蒸着工法等の乾式等による表面処理をし、耐酸性等を高めてもよい。
【００２２】
コバルト複合酸化物粒子３３は、一定温度で焼成する方法、真空中で合成する方法等により製造する。
【００２３】
これらの微粒子３０を透明性バインダー３４に添加し、その透明性バインダー３４を、ガラス部材２の表面に、スピンコート、ディッピング、スプレー塗布等によって塗布し、塗布後に焼成する。これにより、コーティング膜３が成膜された光学フィルタ１が作成される。
【００２４】
透明性バインダー３４は、それに合った溶剤等に予め微粒子３０及びそれを分散するための界面活性剤等の分散剤等を添加することが望ましい。微粒子３０は、分散剤の添加によって透明性バインダー３４に分散し易くなり、２次凝集が起き難くなる。この分散剤は、アクリル系、シリコン系、ポリカルボン酸系などが挙げられ、特に、シリコン系とポリカルボン酸系は、分散性と耐熱性の両方を満足するので望ましい。しかし、分散剤は、それ自体が熱変色の原因になることがあるため、微粒子３０の分散性に問題が無ければ、添加しないほうが望ましい。
【００２５】
ガラス部材２に塗布された透明性バインダー３４は、焼成炉等により、バインダーの硬化する温度領域で焼成する。一般的には、焼成温度は、ガラスの使用温度以上が望ましい。また、透明性バインダー３４は、焼成だけでは硬化が不十分となる場合には、硬化のための触媒を添加してもよい。
【００２６】
このようにして得られた光学フィルタ１は、紫外線がカットされると共に、それより長い一部の波長域の透過率が適度に低くなるので、紫外線のみをカットする紫外線カットフィルタよりも誘虫性が低く、かつ色調が良いものとなる。また、バナジン酸ビスマス粒子３１が表面処理されているので、光学フィルタ１の耐熱性が高くなる。
【００２７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図２を参照して説明する。本実施形態は、第１の実施形態の光学フィルタ１を用いた照明器具１０である。この照明器具１０は、筺体４内に蛍光灯等から成る光源５が設けられ、筺体４は、側面等に少なくとも１つの開口４１を有し、光学フィルタ１がその開口４１を覆うように設けられる。筺体４は、ポール６によって床面から支持される。
【００２８】
上記のように構成された照明器具１０において、光源５が給電されて点灯する。点灯した光源５から出射された光は、光学フィルタ１を通して、筺体４外に照射される。
【００２９】
光源５から出射された光が光学フィルタ１を通して照明光として照射されるので、照明光による誘虫性が、紫外線のみをカットする紫外線カットフィルタを用いたものよりも低減されると共に、光学フィルタ１の色調が良いので、照明光の演色性が良いものとなる。また、光学フィルタ１は、耐熱性が高いので、光源５等の熱によって低誘虫性が低下しない。
【００３０】
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。６つの実施例１〜６及びこれらの実施例と比較するための７つの比較例１〜７について評価試験を行った。表１は、この評価試験における評価の条件及び評価結果を示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
この評価試験において、光学フィルタ１の透明性バインダー３４、酸化亜鉛粒子３２、バナジン酸ビスマス粒子３１、コバルト複合酸化物粒子３３、及びコーティング膜３の膜厚（μｍ）について評価の条件を変えた。酸化亜鉛粒子３２は、体積平均粒径（ｎｍ）、配合（重量部）、及び表面処理を、バナジン酸ビスマス粒子３１は、体積平均粒径（ｎｍ）、体積基準９０％径（ｎｍ）、配合（重量部）、及び表面処理を、コバルト複合酸化物粒子３３は、体積平均粒径（ｎｍ）及び配合（重量部）を、それぞれ変えた。
【００３３】
バナジン酸ビスマス粒子３１、酸化亜鉛粒子３２、及びコバルト複合酸化物粒子３３の各微粒子３０の体積平均粒径及び体積基準９０％径は、ナノトラック粒度分布測定装置（日機装製）を用いて動的光散乱法で測定した。
【００３４】
バナジン酸ビスマス粒子３１の表面処理については、シランカップリング剤（トリメチルエトキシランＴＳ８１２１、ＧＥ東芝シリコン製）、チタネート系カップリング剤（ＫＲ−４６Ｂ、味の素ファインテクノ製）、アルミニウム系カップリング剤（プレンアクトＡＬ−Ｍ、味の素ファインテクノ製）のいずれかの表面処理剤３５の分散溶液を、バナジン酸ビスマス粒子３１を分散させた溶剤の中に添加し、ボールミルで攪拌後、静置して乾燥させた。また、酸化亜鉛粒子３２を表面処理する場合も同様に処理した。
【００３５】
光学フィルタ１は、ガラス部材２として板厚４ｍｍのソーダガラスを用い、溶剤に分散された各微粒子３０を透明性バインダー３４に添加し、その透明性バインダー３４をガラス部材２にスプレー塗装し、そのガラス部材２を２５０℃で３０分間焼成して作成した。但し、透明性バインダー３４がアクリルウレタンである比較例７は、１２０℃で４０分間の焼成とした。また、比較例４は、透明性バインダーを用いず、微粒子３０が分散された溶剤をガラス部材２にスプレー塗装し、そのガラス部材２を焼成した。
【００３６】
評価項目は、光学フィルタ１の成膜性及び表面状態、透明性、色調、誘虫性、ＵＶ（紫外線）カット性、耐久性（耐久性１と耐久性２）、及び耐薬品性とした。
【００３７】
成膜性及び表面状態、透明性は、外観目視で評価した。また、自記分光光度計（Ｕ４０００、日立製作所製）で、光学フィルタ１の波長ごとの透過率（分光透過率）を１ｎｍごとに測定し、その測定データから波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの平均透過率を算出し、その平均透過率を外観目視に加味して評価した。透明性の評価は、◎が「くもりがほどんどない。光学フィルタを２枚以上重ねて見ても白っぽく見えない」、○が「くもりがほとんどない。光学フィルタを２枚以上重ねて見た場合に白っぽく見える」、×が「１枚の光学フィルタで白っぽく見える」である。
【００３８】
色調は、消灯時及び点灯時において外観目視で評価した。点灯時の外観目視では、マルチハロゲンランプ（ＭＦ４００、パナソニック製）を点灯し、その前面約１００ｍｍに光学フィルタ１を設置し、白色の壁に向かって照射した壁面の色調を観察した。色調の評価は、×が「黄みが強い」、○が「黄みがほとんどない（コーティング膜を塗装しないガラス部材と著しい色調の違いなし）」である。
【００３９】
ＵＶカット性は、波長３００ｎｍ〜３６５ｎｍの紫外線の透過率を自記分光光度計（Ｕ４０００、日立製作所製）で測定して評価した。ＵＶカット性の評価は、○が「波長３００ｎｍ〜３６５ｎｍの透過率が３％未満」、×が「波長３００ｎｍ〜３６５ｎｍの透過率が３％以上」である。
【００４０】
耐久性は、耐久性１及び耐久性２の２条件とし、光学フィルタ１を恒温槽内に一定期間放置した後、目視で評価した。耐久性１は、恒温槽内の温度を２００℃、放置期間を１ヶ月間とした。耐久性２は、恒温槽内の温度を３００℃、放置期間を１０００時間とした。耐久性１及び耐久性２の評価は、○が「変色・コーティング膜の剥離等の著しい変化なし」、×が「変色・剥離等の著しい変化あり」である。
【００４１】
耐薬品性は、耐酸性及び耐アルカリ性を試験するものであり、光学フィルタ１に２％の酸性（硫酸）、アルカリ性（水酸化ナトリウム）液をつけ、１時間放置した後、目視で評価した。耐薬品性の評価は、○が「変色・剥離等の著しい変化なし」、△が「どちらか一方の試験で変色・剥離等の著しい変化あり」、×が「両方の試験で変色・剥離等の著しい変化あり」である。
【００４２】
誘虫性の試験では、図５に示されるように、第２の実施形態の照明器具と同様の構成の照明器具１１を用い、その光学フィルタ１を取り替えることによって、実施例及び比較例の条件を設定した。光学フィルタ１の下側近傍に、捕虫のための粘着トラップ７を、光学フィルタ１と略面一となるように設けた。粘着トラップ７は、一辺が５０〜３００ｍｍの略同サイズの四角形とした。光源５には、３２Ｗコンパクト型蛍光灯（パナソニック製）を用いた。この照明器具１１を、１０ｍ四方の部屋の中に設置した。その部屋の中に３種類の昆虫（ハエ、コナガ、ガ）を各２００匹放し、１時間後に粘着トラップ７の捕虫数を計数して誘虫性を評価した。誘虫性の評価は、○が「捕虫数が実施例１と同等」、×が「捕虫数が実施例１の１．３倍以上」である。
【００４３】
表中の評価結果に示されるように、実施例１〜６は、全て、成膜性と表面状態が良好であり、透明性、色調、誘虫性、ＵＶカット性が、いずれも◎又は○の評価であった。これに対して、比較例１〜６は、成膜性と表面状態、透明性、色調、誘虫性、ＵＶカット性のいずれかの項目が×の評価であった。従って、本発明の光学フィルタ１は、コーティング膜３が良好に成膜され、紫外線をカットし、かつ色調が良く、誘虫性が低い。
【００４４】
この評価結果を分光透過率に基づいて説明する。例えば、図３に示されるように、実施例１は、波長３００ｎｍ〜３６５ｎｍの紫外線がカットされると共に、３６５ｎｍ以上の一部の波長域の透過率が適度に低くなっている。このため、実施例１は、紫外線のみをカットする紫外線カットフィルタよりも誘虫性が低くなる。これに対して、図４に示されるように、比較例３は、波長３００ｎｍ〜３６５ｎｍのうち大部分の波長域の紫外線の透過率が３％以上と高い。このため、比較例３は、誘虫性が高くなる。
【００４５】
耐久性については、表中の評価結果に示されるように、比較例４は、透明性バインダーがなく、コーティング膜３が剥離した。比較例７は、透明性バインダー３４がアクリルウレタンであり、コーティング膜３が成膜されたが、耐久性１が×の評価であった。その他の比較例及び実施例１〜６は、透明性バインダー３４がシリコン系樹脂又は酸化ケイ素を主成分とする無機材料であり、耐久性１が○の評価であった。従って、シリコン系樹脂又は酸化ケイ素を主成分とする無機材料を透明性バインダー３４に用いることにより、光学フィルタ１の高温での耐久性（耐熱性）が高くなる。
【００４６】
また、実施例１、２は、透明性バインダー３４が酸化ケイ素を主成分とする無機材料であり、耐久性１と耐久性２が共に○の評価であった。これに対して、実施例３〜６は、透明性バインダー３４がシリコン系樹脂であり、耐久性１が○の評価であったが、耐久性２が×の評価であった。従って、酸化ケイ素を主成分とする無機材料を透明性バインダー３４に用いることにより、光学フィルタ１は、一層の高温での耐久性（耐熱性）が得られる。
【００４７】
耐薬品性については、実施例３〜６は、透明性バインダー３４がシリコン系樹脂であるコーティング膜３を膜厚８μｍ又は１８μｍの比較的厚膜に成膜し、耐薬品性が○の評価であった。これに対し、実施例１、２は、透明性バインダー３４が無機材料であるコーティング膜３をそれぞれ膜厚１．３μｍ、１．５μｍの薄膜に成膜し、耐薬品性が△の評価であった。従って、透明性バインダー３４にシリコン系樹脂を用いてコーティング膜３を比較的厚膜に成膜することにより、光学フィルタ１の耐薬品性が高くなる。このため、酸化亜鉛粒子３２は、耐薬品性が低いが、コーティング膜３の厚膜によって劣化を防止することができる。
【００４８】
以上の通り、実施例１〜６及び比較例１〜７の評価結果から、前述した本発明の効果が確認された。
【００４９】
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、照明器具１０において、光学フィルタ１のガラス部材２で光源５のカバーを立体成形することよって、筺体４を省略してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  光学フィルタ
２  ガラス部材
３  コーティング膜
３１  バナジン酸ビスマス粒子
３２  酸化亜鉛粒子
３３  コバルト複合酸化物粒子
３４  透明性バインダー
３５  表面処理剤
５  光源
１０、１１  照明器具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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