(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一もしくは複数種のセルロース系天然繊維と、単一もしくは複数の繊維径が２０μｍ以上１００μｍ以下、長さが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下、断面形状が円もしくは擬似円、楕円、扁平形状である光透過性繊維を、繊維方向をランダムに積層したシート形状の構造体であり、前記シート状構造体の光透過率が３０％より大きく５０％より小さく、ヘイズ値が９０％以上、密度が０．２ｇ／ｃｍ３以上０．３ｇ／ｃｍ３以下、ガーレー透気抵抗度が１．５ｓ以下、こわさが０．５ｍＮ以上１ｍＮ以下であるＬＥＤ照明用光透過性和紙
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、ＬＥＤ照明器具や屋外から光等の光源からの光の減衰を小さくする光透過性和紙に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、低消費電力で発熱の少ないＬＥＤが照明器の光源として普及しており、特に東北地方太平洋沖の地震及び福島第一原発の事故以来、節電対策として省電力のＬＥＤの需要が急激に増えてきた。インテリア照明器にも多く使用され始めてきたが、この分野では特に、ＬＥＤの光は人の目を指すような鋭さが嫌われており、その改善が求められていた。
その一つとして、和紙を用いることが検討されているが光の透過率が２０％以下という欠点がある。光透過率を上げるために紙を薄くすることが考えられるが破れ易いことに加えＬＥＤの輝点の視認性が高いという欠点が出てくる。乳白色のアクリルを使用することも考えられるが、和紙と同じく透過する光の量が著しく減衰する。これらの問題を解決する手段として樹脂製の光拡散シートが開発され販売されるようになってきた。【０００３】特許文献１では基材層の一方の面に形成された光拡散層を有する光拡散フィルムで、透光性の部材に黒色の直線を等間隔に配置して縞模様が表されたパターンを用い、光拡散層の表面は、局部山頂間の平均間隔Ｓが１２〜３０μｍの凹凸が形成する方法が提案されている。【０００４】また特許文献２では、基材フィルムと、透光性樹脂および該透光性樹脂中に分散された透光性微粒子からなり、樹脂被膜層の表面が平坦な膜状に形成された光拡散層とを有する光拡散フィルムが提案されている。微細な凹凸および粒子は光を屈折する効果があるため、光を拡散させることを可能としており、これらの樹脂製の光拡散シートを使用すればＬＥＤの光が拡散されＬＥＤの存在が分かりにくくなり優しい明かりとなる。【０００５】また特許文献３では、複数の短繊維を乾式不織布法によってプレフィルムにする工程と、前工程で得られたプレフィルムの少なくとも片面に、固化または硬化により透明樹脂を形成する塗布液を塗布し、塗布された塗布液を固化または硬化させて光拡散フィルムを形成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【０００６】
【特許文献】
【特許文献１】特開２００９−３００８７０
【特許文献２】特開２０１１−０３４０７０
【特許文献３】特開２０１０−１５２１８９
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  特許文献１〜３に記載の樹脂製の光拡散フィルムは高い光透過性と優れた光拡散性能を有しているが、均一で無機質な光は好まれない。特に、癒しや安らぎを演出する空間や、和風様式には適しておらず、和紙等の適度なムラ感のある天然素材が好まれる。しかし和紙の場合は光の拡散性能は優れる半面、光の透過性が少ないため、人にやさしい光の性質は良いが照明装置の光拡散材料としては適していない。
また、上述した光拡散フィルムは製造工程が複雑であるためコスト高になることに加え、通気性がないためＬＥＤが発光する際に発生する熱を放熱することができず、熱がこもって火傷などのトラブルの原因となるなどの課題があった。
【０００８】  照明装置以外の用途においても、東北地方太平洋沖の地震では明り取りのガラスが破損、落下により人に被害をもたらしており、割れや落下による破損がないガラス以外の軽量かつ柔軟で安全性の高い光透過性材料が求められている。
【０００９】そこで本発明は、簡便な製造工程で、節電効果の大きいＬＥＤを使用したインテリア照明において雰囲気を損なうことなくＬＥＤの光を拡散し、ＬＥＤの明かりを和らげることできることに加え、ＬＥＤが発行する際に発生する熱を放熱するための通気性をもつ光透過性和紙を提供することを目的とするものである。また、和紙を明かりとりとして窓ガラスに置き換えた場合や屋内で障子紙や間仕切りに用いた場合に光源からの光の減衰を小さくできる光透過性和紙を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
単一もしくは複数種のセルロース系天然繊維と、単一もしくは複数の繊維径が２０μｍ以上１００μｍ以下、長さが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下、断面形状が円もしくは擬似円、楕円、扁平形状である光透過性繊維を、繊維方向をランダムに積層したシート形状の構造体であり、前記シート状構造体の光透過率が３０％より大きく５０％より小さく、ヘイズ値が９０％以上、密度が０．２ｇ／ｃｍ３以上０．３ｇ／ｃｍ３以下、ガーレー透気抵抗度が１．５ｓ以下、こわさが０．５ｍＮ以上１ｍＮ以下である
【発明の効果】
【００１５】  地震発生時、割れる危険性のある明り取りのガラスを人に被害をもたらさない和紙に変更しても本発明の光透過性和紙を使用すれば大きく光の減衰させることがない。また、ＬＥＤの目を刺すような光を拡散しＬＥＤの光を和らげ人に優しい照明器を提供する。特にインテリア照明器においては、無機質な樹脂シートを使用せず本発明の光透過性和紙を使用することにより和紙風味の雰囲気のある照明を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  次に本発明について実施形態を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。
【００１７】  本発明は光透過性のある短繊維を主体繊維とし、セルロース系天然繊維を配合して抄紙工程によりシート化することにより、節電効果の大きいＬＥＤを使用したインテリア照明において雰囲気を損なうことなくＬＥＤの光を拡散し、ＬＥＤの明かりを和らげることを実現し、屋外から入る光の減衰を小さくすることを実現できる光透過性和紙である。
【００１８】〈光透過性繊維（主体繊維）〉
光透過性和紙製造に用いる光透過性繊維（主体繊維）としては、光の透過性が高い材料であればよく、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル繊維、ポリメチルメタクリレートやポリアクリロニトリル等のアクリル繊維、ナイロン６やナイロン６６等のポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、ポリイミド繊維、ポリアセタール繊維、ポリエーテル繊維、ポリスチレン繊維、ポリカーボネイト繊維、ポリエステルアミド繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエーテルエステル繊維、ポリ酢酸ビニル繊維、ポリビニルブチラール繊維、ポリフッ化ビニル繊維、ポリフッ化ビニリデン繊維、エチレン−酢酸ビニル共重合繊維及びスチレン−アクリル共重合繊維などが挙げられる。これらの繊維を単一または複数素材で組み合わせて用いればよく、他材料が添加されていても高い光の透過性が得られる材料構成であればよい。
【００１９】〈光透過性繊維の形態〉
本発明で用いる光透過性繊維の形態はモノフィラメント、マルチフィラメントいずれの形態でも用いることができるが、光透過性和紙の光拡散性、光透過性を考慮するとモノフィラメントの方が好ましい。
【００２０】〈光透過性繊維の断面形状〉
本発明で用いる光透過性繊維の断面形状は円、疑似円、楕円等の丸型、偏平形状および三角形、十字型等の異形断面のいずれの形状のものでも用いることができるが、光透過性和紙の光拡散性、光透過性を考慮すると丸型、偏平形状の断面のものが好ましい。
【００２１】〈光透過性繊維の原料ポリマー添加剤〉
光透過性繊維の原料ポリマーには酸化チタンなどの艶消し剤を含まないブライトを使用する。
【００２２】〈光透過性繊維の短繊維径〉
本発明で用いる光透過性繊維の単繊維径は１０μｍ以上１２０μｍ以下であることが好ましい。光透過性繊維の単繊維径は小さいほど光拡散性が大きくなり、ＬＥＤ照明のランプシェードに用いた場合にＬＥＤの輝点ムラが小さくなる効果があるが、短繊維径が２０μｍ未満であると、光透過性繊維を製造する際、短繊維同士が固まり、均一分散性が得られなくなることで繊維の濾水性が悪くなり作業効率が低下する。また光透過性繊維の単繊維径は大きくなるほど光透過性が大きくなり、シートの全光線透過率を高くする効果があるが、単繊維径が１２０μｍを超えるとシートとしての地合いが悪くなりシート全体の光拡散性が均一でなくなる傾向にあり好ましくない。
本発明で用いる光透過性繊維の短繊維径は前記１０μｍ以上１２０μｍ以下であれば単一繊維径である必要はなく、複数の繊維径の繊維を組み合わせて使用することも可能である。繊維径の異なる光透過性繊維を組み合わせることにより、シートの光透過性、光拡散性、風合い、強度等を任意の物性に調整することができる。
【００２３】〈光透過性繊維の繊維長〉
本発明で用いる光透過性繊維の繊維長は１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。繊維長が１ｍｍ未満では、パルプの濾水性が悪くなるおそれがあり好ましくない。逆に、該繊維長が２０ｍｍを越えると、シートの風合いが損なわれてしまうおそれがあり好ましくない。また本発明で用いる光透過性繊維は繊維長が前記１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である複数の繊維長の光透過性繊維を組み合わせて使用することも可能である。繊維長の異なる光透過性繊維を組み合わせることにより、シートの光透過性、光拡散性、風合い、強度を任意の物性に調整することができる。
【００２４】〈光透過性和紙の坪量、密度〉
本発明の光透過性和紙の坪量は、用途に合わせて５０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下の範囲で適宜設計することが可能である。また、光透過性和紙の密度についても、用途に合わせて０．１ｇ／ｃｍ３以上０．６ｇ／ｃｍ３以下の範囲で適宜設計することが可能である。
【００２５】〈セルロース系繊維〉
本発明で用いるセルロース系繊維は和紙や一般的な紙のような風合いをもたせる、あるいはシートの光拡散性および強度を向上させる目的で混合する。このような和紙繊維およびパルプ繊維材料としては、楮、三椏、雁皮などの代表的な和紙繊維、針葉樹クラフトパルプ、広葉樹クラフトパルプ、サルファイトパルプ等の化学パルプ、ストーングラインドパルプ、サーモメカニカルパルプ等の機械パルプ、新聞、コート紙、上質紙等から得られる再生パルプ等の一般的な製紙用パルプ、ケナフ、竹、麻等の非木材パルプから適宜選択し配合することが可能である。
【００２６】〈セルロース系繊維以外の構成繊維〉
また本発明の効果を損なわない範囲で上記セルロース系繊維以外にポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、低融点ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール系繊維などのバインダー繊維を混合することができる。このようなバインダー繊維は熱融着成分のみで構成されるものや熱融着成分が鞘として構成された芯鞘構造のものがあげられる。汎用の抄紙機による湿式抄造プロセスに適した、多分岐状の繊維性状を有するポリエチレン又はポリプロピレンからなるポリオレフィン系合成パルプが好ましい。また、成形時の加熱によって木材パルプとの熱溶融による接着性に優れるものが好ましく、融点が１００〜１８０℃のポリオレフィン系の合成パルプが好適に用いられる。また必要に応じてガラス繊維、炭素繊維、金属繊維等の無機繊維やレーヨン繊維、トリアセテート繊維などの半合成繊維を配合することも可能である。これらの繊維を単一または複数種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】〈光透過性繊維の配合率〉
光透過性繊維である主体繊維とパルプ繊維および和紙繊維を混合する際の主体繊維の配合率は重量比で４０％以上９０％以下であることが好ましい。主体繊維の配合率が４０％より小さいと高い光透過性が得られなくなるおそれがある。また主体繊維の配合率が９０％以上となると作業性が著しく低下することに加え、また外観上も和紙の均一性が無くなるおそれがある。
【００２８】〈混合パルプの濾水度〉
本発明に用いる主体繊維となる単一もしくは複数の光透過性のある短繊維と副繊維となる単一もしくは複数のセルロース系天然繊維の混合パルプの濾水度は、好ましくは２００〜７００ｃｃ（ＣＳＦ）である。混合パルプの濾水度は、ＪＩＳ  Ｐ  ８２２０：１９９８「パルプ−離解方法」に記載の方法に準拠して離解したときの、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１：１９９５「パルプのろ水度試験方法」に記載の方法に準拠したカナダ標準濾水度が、２００〜７００ｃｃ（ＣＳＦ）に調整されていることが好ましく、３００〜５００ｃｃ（ＣＳＦ）に調整されていることがより好ましい。カナダ標準濾水度が２００ｃｃ（ＣＳＦ）を下回ると、脱水性が低下するため、基紙を構成するパルプがＺ軸方向に配向し難く、紙質強度が低下し易くなるおそれや、生産性が低下するおそれがある。またカナダ標準濾水度が７００ｃｃ（ＣＳＦ）を上回ると、叩解の程度も少ないため紙力が弱いものとなるおそれがある。さらに基紙の地合が乱れ易く、均一な地合を得ることが困難なだけでなく、パルプ繊維間の間隙が不揃いとなり易く、光透過性和紙の光拡散性、光透過性にムラが生じるおそれがある。
【００２９】〈光透過性和紙の添加剤〉
また本発明の光透過性和紙製造に際しては、光拡散性及び光透過性に影響を与えない範囲で、サイズ剤、歩留まり向上剤、紙力向上剤、嵩向上剤、定着剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、艶消剤、光安定剤、蛍光剤、顔料、染料、着色剤、難燃剤、抗菌剤、導電性付与剤、親水剤、吸水剤、吸湿剤、撥水剤、増粘剤、減粘剤、可塑剤、滑剤、香料、金属粒子、無機粒子、結晶核剤等を１種類または２種類以上添加することも可能である。
【００３０】〈光透過性和紙の透気抵抗度〉
本発明の光透過性和紙は主体繊維となる単一もしくは複数の光透過性のある短繊維と副繊維となる単一もしくは複数のセルロース系天然繊維を混合して、抄紙工程により繊維方向をランダムに積層することで、繊維間には空気が流通する空隙が確保されるようになり、良好な通気性を備えるようになる。通気性はＪＩＳ  Ｐ  ８１１７に記載されるガーレー透気抵抗度が２０ｓ以下であることが好ましく、２ｓ以下であることがさらに好ましい。こうした通気特性を備えることで、通常の照明器具に光透過性和紙を使用した場合でも器具内部の光源から発生した熱が通気により外部に放出されるようになり、照明器具の過熱を防止することができる。
【００３１】〈光透過性和紙のこわさ〉
本発明の光透過性和紙はＪＩＳ  Ｐ  ８１２５に記載されるテーバーこわさが０．３ｍＮ・ｍ以上３ｍＮ・ｍ以下であることが好ましい。テーバーこわさが０．３ｍＮ・ｍより小さいと破れやシワが発生しやすくなり、ＬＥＤ照明用のランプシェードとして成形した際の成形性が悪くなってしまうおそれがある。またテーバーこわさが３ｍＮ・ｍより大きいと和紙としての柔軟性が損なわれてしまうおそれがある。
【実施例】
【００３２】  以下、本発明の特徴を更に具体的に示すため実施例を記すが、本発明は、この実施例によって限定されるものではない。光透過性短繊維及び光透過性和紙の特性評価方法は次の通りである。【００３３】（光透過性繊維の断面形状、繊維径）
走査電子顕微鏡を用いて光透過性繊維の断面形状の観察と繊維径の測定を行った。【００３４】（ガーレー透気抵抗度）
ＪＩＳ  Ｐ  ８１１７に記載の方法により測定した。【００３５】（坪量）
ＪＩＳ  Ｐ  ８１２４に記載の方法により測定した。【００３６】（全光線透過率、ヘイズ値）
分光光度計（日立製作所製  Ｕ−４０００）を用いて光透過性和紙の可視光領域の全光線透過率を測定した。また拡散透過率の測定を行い、光透過性和紙のヘイズ値を算出した。【００３７】（テーバーこわさ）
ＪＩＳ  Ｐ  ８１２５に記載の方法により測定した。【００３８】（和紙の風合い）
目視によりに和紙の風合いがあるかどうかを評価した。【００３９】（輝度ムラ、輝点の視認性）
ＬＥＤ光源（日亜化学工業社製）の上に光透過性和紙を高さ１００ｍｍの位置に置き、目視により光透過性和紙の輝度ムラがないか、光透過性和紙を介してＬＥＤ輝点が確認できるかどうかを評価した。
【実施例１】
【００４０】ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維（ユニチカ株式会社製、１１０ｄｔｅｘ／１ｆ）を繊維長１０ｍｍにカットし、カットしたＰＥＴ繊維２５ｇを下記の組成の非イオン界面活性剤水溶液２Ｌに浸漬し、撹拌しながら１５分間煮沸した。ＰＥＴ繊維を取り出して、水洗した後、８０℃の乾燥機で３時間乾燥して主体繊維を得た。得られた主体繊維に副繊維としてＣＳＦ７５０ｃｃに調整した木材パルプ（ＮＢＫＰ）を質量比が主体繊維／副繊維＝６０／４０になるように混合し、パルプ離解機（熊谷理機工業製）にて、３０００ｒｐｍにて２分間撹拌した。得られた紙料を角型シートマシン（熊谷理機工業製）を用いて抄紙し、２５０×２００ｍｍの湿紙を得た。湿紙を３００ｋＰａの圧力で水分を圧搾した後、回転式乾燥機（熊谷理機工業製）にて１０５℃の温度で乾燥し、坪量１００ｇ／ｍ２のＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を得た。
非イオン界面活性剤水溶液組成
非イオン界面活性剤（日華化学製、商品名サンモールＷＸ−２４）  ０．１重量％
炭酸ナトリウム                                                ０．１重量％
【実施例２】
【００４１】質量比が主体繊維／副繊維＝４０／６０になるようにした以外は実施例１同様の方法で、坪量１００ｇ／ｍ２のＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を得た。
【実施例３】
【００４２】ＰＥＴ繊維に東レ株式会社製  ＴＥＴＲＯＮ  ５６Ｔ−２４−９１５を用いた以外は実施例１同様の方法で、坪量１００ｇ／ｍ２のＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を得た。
【実施例４】
【００４３】主体繊維として実施例１で用いた主体繊維と実施例３で用いた主体繊維を１：１で混合したＰＥＴ繊維を用いた以外は実施例１同様の方法で、坪量１００ｇ／ｍ２のＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を得た。
【実施例５】
【００４４】実施例１で得られたＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を用いてランプシェードを作製し、ＬＥＤ（日亜化学工業社製）を１５ｍｍ間隔で配置した光源に対し、光源との距離が１５ｍｍとなるようにランプシェードを設置しＬＥＤ照明装置を作製した。得られた照明装置の明るさ、明かりが和の空間に適しているかどうか、輝度ムラ、輝点の視認性などを目視により評価した。
【比較例１】
【００４５】ＰＥＴ繊維に東レ株式会社製  ＴＥＴＲＯＮ  ５６Ｔ−３６−ＮＳ９２を用いた以外は実施例１同様の方法で、坪量１００ｇ／ｍ２のＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を得た。
【比較例２】
【００４６】ＰＥＴ繊維（ユニチカ株式会社製、１１０ｄｔｅｘ／１ｆ）を繊維長３０ｍｍにカットした以外は実施例１同様の方法で、坪量１００ｇ／ｍ２のＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を得た。
【比較例３】
【００４７】質量比が主体繊維／副繊維＝２０／８０になるようにした以外は実施例１同様の方法で、坪量１００ｇ／ｍ２のＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を得た。
【比較例４】
【００４８】坪量が２００ｇ／ｍ２である以外は実施例１と同様の方法でＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙を得た。
【００４９】
【表１】
0005998339.tif 000002
【００５０】実施例１〜４で得られたＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙は可視光領域の全光線透過率が３０％以上と光透過性が高く、透気抵抗度が２ｓ以下と通気性があり、和紙のような柔軟性、成形性、風合いをもち、輝度ムラがなく、輝点の視認性が低いことが確認できる。
【００５１】また実施例５で作製したランプシェードを評価したところ、実施例１で作製したＰＥＴ短繊維／木材パルプ混抄紙をランプシェードとして用いることで、明るい外観に加え、和の空間に適した温かみのある明かりを示し、輝度ムラがなく、輝点の視認性が低いＬＥＤ照明装置が得られることが確認できた。なお、実施例１の代わりに比較例１、２の部材を設置した場合、比較例１だと照明装置としては非常に暗く、また比較例２だとＬＥＤの輝点がまぶしく照明装置としては適さない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】本発明の光透過性和紙は節電効果の大きいＬＥＤを使用したインテリア照明において雰囲気を損なうことなくＬＥＤの光を拡散し、ＬＥＤの明かりを和らげることを可能にし、例えばＬＥＤ照明用の光拡散シートとして使用され得るものである。また、屋外から入る光の減衰を小さくすることを可能にし、例えばカーテン、ブラインドなどのインテリア部材やパーティション、間仕切り等の空間構成部材として産業の多くの分野で利用される得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】光透過性和紙の模式的な平面図
【符号の説明】
【００５４】１  光透過性和紙
２  光透過性繊維
３  セルロース系天然繊維
【図１】
0005998339.tif 000003