(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高密度ポリエチレン樹脂９９．７〜９９．８重量％、黒系顔料０．２〜０．３重量％からなる高密度ポリエチレン樹脂組成物を成形してなることを特徴とする赤外線センサ用レンズ。
【請求項２】
高密度ポリエチレン樹脂９９．８重量％、白系顔料０．２重量％からなる高密度ポリエチレン樹脂組成物を成形してなることを特徴とする赤外線センサ用レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高密度ポリエチレン樹脂組成物を成形してなる人体検知等の赤外線センサ用レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、人体検知センサ等の赤外線センサ用の部品には、検知範囲を広くしたりする等所要の検知エリアを確保するため、検知素子（焦電素子）の前面にレンズを使用することが多い。そのレンズには、赤外線透過特性の点から未着色の高密度ポリエチレン樹脂が使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、未着色の高密度ポリエチレン樹脂は本来乳白色であるため、赤外線センサを組み込んだ構造物本体の色が黒系であった場合、全体としてのデザイン性を損なう恐れがあった。また、所要の感度を確保するためレンズ肉厚が非常に薄いため、未着色の高密度ポリエチレン樹脂製レンズでは若干透けてしまう部分が発生し、赤外線センサを組み込んだ構造物本体の色が白系であっても全体としてのデザイン性を損なうという問題があった。
【０００４】
そこで、デザイン性向上のために、構造物本体の色に合わせて未着色の高密度ポリエチレン樹脂に黒系または白系顔料を添加することが行われている。
一般的に、プラスチック材料を着色する場合、顔料および染料と称される有機系または無機系、あるいはそれらの混合系の着色剤が用いられ、ドライカラー法、マスターバッチ法あるいはカラードペレット法と称される配合法によりプラスチック材料と着色剤がコンパウンドされ着色プラスチック材料を得る。プラスチック材料を着色する場合、一般的には顔料が使用される。
【０００５】
人体検知センサ用レンズのベースポリマーである未着色の高密度ポリエチレン樹脂は赤外線透過率の高い樹脂であるが、顔料にはその分子構造、含有元素の特性から、元々赤外線を吸収するという性質があるため、着色目的だけで着色高密度ポリエチレン樹脂を作成し、人体検知センサ用レンズを作成した場合は、構造物との組み合わせでデザイン性および隠蔽性は向上するが、赤外線透過率が著しく低下し人体検知センサの感度を低下させ、レンズとしての機能を満足することができなかった。しかも、顔料が多過ぎると、材料コストが高くなったり、成形品が脆くなって機械的物性（衝撃強度）が低下する。また、成形時に材料を可塑化・溶融させる形成機シリンダーの内壁やスクリューに顔料の付着が多くなって、次に異なる色の材料を成形しようとした場合、色替え作業の効率が悪くなったり、しかもメンテナンス効率も悪くなり、生産性が低下する。さらに、ドライカラー法によって成形材料に混合する場合、顔料が成形材料に付着し難くなり、分散が悪くなってしまう。
【０００６】
また、レンズとしての機能を優先するために極めて少量の顔料を未着色の高密度ポリエチレン樹脂に配合した着色高密度ポリエチレン樹脂で人体検知センサ用レンズを作成した場合、赤外線透過率の低下は少なくて済むが、ポリエチレンの本来の乳白色と顔料の黒色との中間色（薄い灰色〜灰色）のようなレンズになり、構造体の黒との統一感が損なわれ、デザイン性および隠蔽性に劣るという問題があった。
【０００７】
また、未着色の高密度ポリエチレン樹脂の劣化は、熱および紫外線による自動酸化が主であり、特に屋外で人体検知センサ付き構造物を使用した場合は、紫外線の影響を多大に受けることになるため、未着色の高密度ポリエチレン樹脂製レンズであると劣化の進行が速く、人体検知センサの感度を著しく低下させるという問題もあった。
【０００８】
この発明は、赤外線透過特性、隠蔽性および耐候性に優れた赤外線センサ用レンズを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の赤外線センサ用レンズは、高密度ポリエチレン樹脂９９．７〜９９．８重量％、黒系顔料０．２〜０．３重量％からなる高密度ポリエチレン樹脂組成物を成形してなることを特徴とするものである。
請求項２記載の赤外線センサ用レンズは、高密度ポリエチレン樹脂９９．８重量％、白系顔料０．２重量％からなる高密度ポリエチレン樹脂組成物を成形してなることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明の赤外線センサ用レンズによると、高密度ポリエチレン樹脂と顔料の最適配合組成により、隠蔽性を満足しながらセンサ機能を満足する赤外線透過率を確保できる。また、構造物の色に合わせて白系または黒系顔料を添加することでデザイン性が向上し、かつ顔料を添加することで耐候性も向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態について説明する。
未着色の高密度ポリエチレン樹脂は、一般グレードのものが用いられるが、赤外線透過率のよいものなら特に限定しない。黒系顔料ならびに白系顔料は、有機系または無機系のいずれでもよく、分散性のよいものであれば特に限定しない。
【００１２】
未着色の高密度ポリエチレン樹脂と顔料の混合法としては、顔料の分散のよいものであれば特に限定しないが、一般的にドライカラー法、ペースト法、リキッドカラー法、マスターバッチ法あるいはカラードペレット法等がある。
上記コンパウンド法により、未着色の高密度ポリエチレン樹脂９９．７〜９９．８重量％と黒系顔料０．２〜０．３重量％を、あるいは未着色の高密度ポリエチレン樹脂９９．８重量％と白系顔料０．２重量％を混合し射出成形によってレンズを成形する。成形法は、射出成形以外に圧縮成形、真空成形、注型などがあるが、レンズ形状を精度よく再現できる方法であれば特に限定しない。
【００１３】
【実施例】
次に、実施例１〜５について説明する。
各実施例１〜５ならびに比較例において、高密度ポリエチレン樹脂として、ジェイレックスＨＤ，Ｆ６０４０Ｖ，日本ポリオレフィン（株）製を使用する。また、使用する顔料を表１に示す。
【００１４】
【表１】
0003570196.tif 000002
【００１５】
顔料と高密度ポリエチレン樹脂を表２に示す割合で配合する。すなわち、比較例においては、顔料０．２ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．８ｗｔ％の割合で配合し、実施例１〜５においては、顔料０．２ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．８ｗｔ％ならびに顔料０．３ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．７ｗｔ％の割合で配合する。
【００１６】
【表２】
0003570196.tif 000003
【００１７】
配合後、ドライカラー法により混合する。次いで、レンズを組み込んだ人体検知センサ（焦電型素子使用、熱→電圧変換）の感度およびレンズの耐候性を評価するため、射出成形機によって試験レンズを作成した。
次に、実施例１〜５ならびに比較例の評価について説明する。評価項目として、耐候試験前と耐候試験後に分けて下記の評価を行った。
【００１８】
耐候試験前：隠蔽性
耐候試験後：センサ感度（出力電圧）、隠蔽性、色差ΔＥ＊
各評価の評価方法について説明する。
センサ感度（出力電圧）：黒体炉を利用した熱源移動感度測定装置により、出力電圧を測定する。未着色高密度ポリエチレン樹脂で作成したレンズの出力電圧に対し、耐候試験後の着色レンズ（顔料の影響と紫外線の影響を受けたレンズ）の出力電圧の低下度合いを評価する。評価結果の判定は、出力電圧低下率≦３０％で合格、出力電圧低下率＞３０％で不合格とする。
【００１９】
隠蔽性：文字が印刷された白色ベースの紙の上にレンズを置き、文字の透け具合を目視判定した。それぞれ、耐候試験前および耐候試験後に行った。評価結果の判定は、良好および不良によって判定した。
色差ΔＥ＊：色彩色差計により、初期特性に対する耐候試験後の変化率ΔＥ＊を測定する。評価結果の判定は、ΔＥ＊≦５で合格、ΔＥ＊＞５で不合格とする。
【００２０】
表３および表４に、センサ感度（出力電圧）の評価結果を示す。
【００２１】
【表３】
0003570196.tif 000004
【００２２】
【表４】
0003570196.tif 000005
【００２３】
表３および表４より、比較例，実施例１の顔料添加量０．３ｗｔ％，実施例５の顔料添加量０．３ｗｔ％では、未着色レンズに比べ出力電圧が３０％以上低下したが、それ以外の実施例では赤外線透過率の優れたレンズが得られ、しかも耐候性にも優れていることが判った。
表５に、隠蔽性の評価結果を示す。
【００２４】
【表５】
0003570196.tif 000006
【００２５】
表５より、比較例ならびに全実施例において、隠蔽性に優れており、しかも耐候性にも優れていることが判った。
表６に、色差ΔＥ＊の評価結果を示す。
【００２６】
【表６】
0003570196.tif 000007
【００２７】
表６より、比較例ならびに全実施例において、色差においは問題なく、しかも耐候性にも優れていることが判った。
これら、センサ感度（出力電圧），隠蔽性，色差ΔＥ＊の評価結果に基づいた総合評価結果を表７に示す。
【００２８】
【表７】
0003570196.tif 000008
【００２９】
表７より、比較例は不適であった。また、黒系顔料の場合、実施例１では顔料０．２ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．８ｗｔ％の配合のみ適であり、実施例２〜４では顔料０．２ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．８ｗｔ％ならびに顔料０．３ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．７ｗｔ％のいずれの配合でも適であった。さらに、白系顔料の場合、実施例５では顔料０．２ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．８ｗｔ％の配合のみ適であった。
【００３０】
この結果、黒系顔料を添加する場合は、顔料０．２〜０．３ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．７〜９９．８ｗｔ％の配合が最適であり、白系顔料を添加する場合は、顔料０．２ｗｔ％−高密度ポリエチレン樹脂９９．８ｗｔ％の配合が最適であることが判った。
【００３１】
【発明の効果】
この発明の赤外線センサ用レンズによると、高密度ポリエチレン樹脂と顔料の最適配合組成により、隠蔽性を満足しながらセンサ機能を満足する赤外線透過率を確保できる。また、構造物の色に合わせて白系または黒系顔料を添加することで、デザイン性が向上し、かつ顔料を添加することで耐候性も向上する。さらに、顔料の配合量が最適であるので、顔料の添加量が多過ぎることによるコストアップ，レンズの脆弱化，生産効率の低下，混合時に成形材料に付着し難くなるといった問題を回避できる。