(57)【要約】【課題】照明器具の器具効率の改善が可能な反射板を作製できる、蛍光灯反射板用高反射性の塗料および塗装金属板を提供する【解決手段】全固形分に基づいて、(1) 白色顔料としてチタニアを５〜６０質量％の量で含有し、かつ(2) 発光スペクトルのピークが 480〜620 nmにある蛍光顔料を0.10〜10質量%、励起スペクトルのピークが 420〜450 nmでかつ水銀線より視感度の高い波長の光を発する蛍光顔料を0.10〜10質量%、かつこれらの蛍光顔料の合計で0.20〜20質量％含有する塗料。この塗料を金属板に塗布した蛍光灯用高反射性塗装金属板は、人間の目の視感度のピークである555 nm近傍での反射率が高い高反射性を示す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全固形分に基づいて、
(1) 白色顔料としてチタニアを５〜６０質量％の量で含有し、かつ
(2) 発光スペクトルのピークが 480〜620 nmにある蛍光顔料を0.10〜10質量%、励起スペクトルのピークが 420〜450 nmでかつ水銀線より視感度の高い波長の光を発する蛍光顔料を0.10〜10質量%、かつこれらの蛍光顔料の合計で0.20〜20質量％含有する、
ことを特徴とする、蛍光灯反射板用高反射性塗料。
【請求項２】
白色顔料としてチタニアを５〜６０質量％の量で含有し、かつ発光スペクトルのピークが 480〜620 nmにある蛍光顔料を0.10〜10質量%、励起スペクトルのピークが 420〜450 nmでかつ水銀線より視感度の高い波長の光を発する蛍光顔料を0.10〜10質量%、かつこれらの蛍光顔料の合計で0.20〜20質量％含有することを特徴とする、蛍光灯反射板用高反射性塗装金属板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高反射性塗料と、この塗料から形成された高反射性皮膜を有する、主に照明器具の反射板として用いられる塗装金属板に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネの観点から、照明器具の器具効率を向上させるニーズがある。従来より、光源（蛍光灯、水銀灯、白熱灯等）の発光効率を向上させることで、器具効率の向上が図られてきた。しかし、近年、更なる器具効率の向上が求められるようになり、照明器具の反射板について、反射性の向上が強く要求されるようになってきた。反射板の反射性が向上すると、同じ電球または蛍光灯の光でも、より明るく感じられるようになるからである。
【０００３】
特許文献１には、薄膜の白色プレコート鋼板に関する技術が開示されている。これは、薄膜であっても高白色（高反射性）を発現させるためのもので、有機樹脂と白色顔料としての酸化チタンおよびタンニンまたはタンニン酸を同時に含む下地処理層を有し、その上に白色顔料としての酸化チタンを含む塗膜層を有することを特徴とするプレコート鋼板に関するものである。
【０００４】
この技術によると、塗膜中の酸化チタンの量を増大させたり、膜厚をある程度大きくすることで、白色度（反射性）は向上する。しかし、全波長域にわたって一様に反射性を大きくするため、反射性の向上に限界があり、照明器具の反射板に用いた時に、明るさが増したと実感できるほどの反射性の向上効果を得ることが困難であるか、そのようにすると他の特性の劣化を招くという問題がある。
【特許文献１】特開平２０００−２１２７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、人間の目の視感度特性を利用して、視感度がピークとなる波長で効率良く反射性を向上させることができる、照明器具の反射板として好適な塗装金属板と、それに用いる塗料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
人間の目が感じる波長範囲 (可視領域) は 380〜780 nmである。しかし、その範囲内で、仮に各波長ごとにそのエネルギーが等しいとしても、一律に同じ明るさとは感じない。385 nmあたりからかろうじて明るさを感じ、漸次これが大きくなって555 nmで最大となり、それから漸次減少し始めて765 nmあたりで感じなくなる。このような明るさを感ずる度合いを、視感度と呼ぶ。
【０００７】
本発明者らは、この視感度に着目し、照明器具の反射板として効率良く反射性を向上させるには、入射光をできる限り視感度のピークである555 nm近傍に変換して反射すればよいことに気付いた。そうすることによって、同じエネルギーの反射光を、最も明るく感じさせることが可能となる。
【０００８】
このような反射性能を実現するには、555 nm近傍に発光特性 (発光スペクトルのピーク) を有する蛍光顔料を用いた塗料を塗装して皮膜を形成すればよい。それにより、この蛍光顔料が、視感度の低い、より短波長の入射光を吸収し、555 nm近傍の光に変換して反射光として発光するため、視感度の高い555 nm近傍での反射率が100 ％を超えるような皮膜を形成することも可能となる。
【０００９】
一方、光源が蛍光灯である場合、 430〜440 nmの波長域で、水銀線 (ｇ線）に起因する極めて高い強度を有するスペクトルが照射される。この水銀線は波長が小さいため、先に述べた理由により、人間の目には明るさとして認識されにくい (視感度が小さい) が、大きなエネルギーを有しているので、この波長を視感度のピークである555 nm近傍に変換できれば、効率良く反射性を向上させることができる。
【００１０】
このような反射性能を実現するには、 430〜440 nmの近傍に励起特性 (励起スペクトルのピーク) を有する蛍光顔料を用いた塗料を塗装して皮膜を形成すればよい。それにより、この蛍光顔料が、水銀線に起因する大きなエネルギーを吸収して、蛍光を発する。蛍光は、ストークスの法則により、励起スペクトルの波長より長波長となり、従って視感度がピークの555 nmに近づくので、励起光である水銀線より視感度が高い反射光を発することができ、こうして効率よく、表面の反射性を高めることができる。
【００１１】
本発明は以上の知見に基づいて完成したものである。
１態様において、全固形分に基づいて、(1) 白色顔料としてチタニアを５〜６０質量％の量で含有し、かつ(2) 発光スペクトルのピークが 480〜620 nmにある蛍光顔料を0.10〜10質量%、励起スペクトルのピークが 420〜450 nmでかつ水銀線より視感度の高い波長の光を発する蛍光顔料を0.10〜10質量%、かつこれらの蛍光顔料の合計で0.20〜20質量％含有する、ことを特徴とする、蛍光灯反射板用高反射性塗料である。
【００１２】
別の態様において、本発明は、白色顔料としてチタニアを５〜６０質量％の量で含有し、かつ発光スペクトルのピークが 480〜620 nmにある蛍光顔料を0.10〜10質量%、励起スペクトルのピークが 420〜450 nmでかつ水銀線より視感度の高い波長の光を発する蛍光顔料を0.10〜10質量%、かつこれらの蛍光顔料の合計で0.20〜20質量％含有する、ことを特徴とする、蛍光灯反射板用高反射性塗装金属板である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、人間の目の視感度特性を利用して、照明器具の反射板として効率良く反射性を向上させることができる、塗料およびその被塗物である塗装金属板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の高反射性塗料についてまず説明する。なお、以下の説明において、塗料中の各成分の含有量は、塗料の全固形分に基づく質量％であり、この固形分基準の塗料各成分の含有量は、実質的に塗膜中の含有量と同じである。
【００１５】
本発明の高反射性塗料はチタニア (酸化チタン) を5〜60％含有する。チタニアは隠蔽性の高い顔料であり、塗膜に高反射性を付与することができる。その含有量が５質量％未満では、隠蔽性が不足し、60％を超えると、顔料が多すぎて、皮膜の曲げ加工性が低下する。
【００１６】
チタニアは、ルチル型、アナターゼ型のいずれでもよい。また、表面にAl2O3 、SiO2、ZnO 等を被覆したチタニア、あるいは硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム等と複合化したチタニア顔料も使用できる。
【００１７】
本発明の高反射性塗料は、さらに下記(a)および(b)の蛍光顔料を含有する：
(a) 発光スペクトルのピークが 480〜620 nmにある蛍光顔料、
(b) 励起スペクトルのピークが 420〜450 nmにある蛍光顔料。
【００１８】
前述したように、蛍光顔料(a) は、視感度が低い、より低波長の入射光を、視感度のピークである555 nm近傍の光に変換させることができる。蛍光顔料(b) は、蛍光灯から照射される強い (高エネルギーの) 水銀線を、より視感度の高い光に変換させることができる。いずれの蛍光顔料も、人間の目の視感度の観点からみた反射性の向上に有効である。
【００１９】
高反射性塗料とするには、上記(a)および(b)の蛍光顔料を含有させればよい。蛍光顔料によっては、上記(a) と(b) の両方の要件を満たすものがあるので、それを使用してもよい。もちろん、上記(a) と(b) の両方の蛍光顔料を含有させてもよく、特に蛍光灯の反射板に使用する場合には、それにより、さらに反射性の向上が可能となる。蛍光灯以外の、例えば、白熱灯の反射板に使用する場合には、上記(a) の蛍光顔料を使用することが好ましいが、上記(b) の蛍光顔料で反射性の向上効果は得られる。
【００２０】
上記蛍光顔料の塗料中の含有量 (２種以上使用する場合は合計量) は、0.05〜20％の範囲内とする。蛍光顔料の含有量が0.05％未満では、蛍光顔料による反射性向上効果が不十分である。一方、20％を超える蛍光顔料を含有させると、反射性がかえって低下することがある。蛍光顔料は、励起スペクトル以外にも吸収スペクトルを有するため、照射光の一部が吸収されるが、蛍光顔料の含有量が多すぎると、この吸収により反射性が低下するためである。蛍光顔料の好ましい含有量は 0.1〜15％の範囲である。
【００２１】
なお、顔料の合計量、即ち、チタニア (白色) 顔料と蛍光顔料 (存在すれば他の顔料) の合計量は、80％を超えないことが好ましい。
本発明の高反射性塗料は、上記のチタニアと蛍光顔料以外に、他の顔料を含有していてもよい。他の顔料としては、チタニア以外の白色顔料、着色顔料、防錆顔料などが挙げられる。着色顔料を添加することにより、塗料を任意の色に調色することができる。
【００２２】
一般に、蛍光顔料は有機物であり、耐光性に劣るため、本発明の塗料に、適当な紫外線吸収剤やラジカル捕捉剤等を添加するのが好ましい。その他、塗料に慣用されている各種添加剤、例えば、平滑剤、消泡剤、分散剤等も所望に応じて添加できる。
【００２３】
塗料の皮膜形成成分 (バインダ) は特に制限されない。一般的な有機樹脂であっても、無機物であってもよい。代表的な有機樹脂としては、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
【００２４】
上記の高反射性塗料を適当な基材に塗布し、塗膜を適宜乾燥または焼付けすると、基材表面に高い反射性を付与することができる。基材としては、後述する金属板に限らず、任意の材料を使用することができる。例えば、樹脂、セラミック、布、木材、紙等も基材として利用できる。これらのいずれかの基材を照明のカバーに使用する場合、光源に向けられる側の基材表面に本発明の塗料を塗布して高反射性皮膜を形成しておくと、同じ光源でも、より明るく感じることができる、器具効率の高い照明器具となる。
【００２５】
本発明の高反射性塗装金属板は、上述した塗料を金属板に塗装し、必要に応じて焼付けを行うことにより作製される。形成された高反射性塗膜の厚みは、５〜100 μｍの範囲とするのが好ましい。塗膜が薄すぎては、隠蔽性と反射性が不十分となり、塗膜が厚すぎると加工性が低下する。塗装は、基板の片面に行っても、両面に行ってもよい。
【００２６】
塗装は、金属板の塗装に慣用されている各種の方法（例、ロール塗装、カーテンフロー塗装、スプレー塗装、浸漬、バーコート、刷毛塗り等）で実施できる。焼付け条件は、使用したバインダまたは有機樹脂に応じて設定され、当業者であればその設定は容易である。
【００２７】
基板となる金属板としては、鋼板、めっき鋼板、アルミニウム板、チタン板などが挙げられるが、これらに制限されない。めっき鋼板の例は、亜鉛または亜鉛合金めっき鋼板、アルミニウムまたはアルミニウム合金めっき鋼板、錫めっき鋼板などである。鋼板は、ステンレス鋼板その他の合金鋼板も含む。
【００２８】
本発明の高反射性塗料を塗装する前に、塗膜密着性、防錆性、塗装仕上がりなど向上させる目的で、基板の金属板に、下地処理、下塗り（プライマー）や中塗りの塗装などを施すことも可能である。これらは従来技術に従って実施すればよい。また、本発明の塗料を塗装した後に、クリアー皮膜などの透明保護皮膜を形成してもよい。
【００２９】
本発明の塗装金属板は、人間の視感度が高い555 nm近傍において高い反射率を示す。従って、特に各種照明器具 (例、蛍光灯、水銀灯、白熱灯等) の反射板、中でも蛍光灯の反射板として有用であり、それにより照明器具の明るさが増し、器具効率を高めることができる。
【実施例】
【００３０】
(高反射性塗料の調製) 
下記３種類の顔料を用意した。
(1) 白色顔料：石原産業製のチタニア顔料、タイペーク「CR−50」；
(2) 蛍光顔料Ａ：460 nm近傍に励起スペクトルのピークを有し、520 nm近傍に発光スペクトルのピークを有する、DayGlo社製「VR−17」、
(3) 蛍光顔料Ｂ：450 nm近傍に励起スペクトルのピークを有し、510 nm近傍に発光スペクトルのピークを有するDayGlo社製「VR−18」。
【００３１】
上記２種類の蛍光顔料のうち、
蛍光顔料Ａは「発光スペクトルのピークが 480〜620 nmにある蛍光顔料」であり、
蛍光顔料Ｂは「発光スペクトルのピークが 480〜620 nmにある蛍光顔料」で、
かつ「励起スペクトルのピークが 420〜450 nmにある蛍光顔料」である。
【００３２】
全固形分に基づいて、白色顔料のチタニアを40％の一定とし、上記蛍光顔料の一方または両方を表１に示すように種々の量で含有する焼付け塗料を調製した。塗料の固形分の残部は、バインダのポリエステル樹脂とメラミン架橋剤である。溶媒としては適量のシクロヘキサノンを用いた。これらの成分をボールミルを用いて分散混合することにより反射性塗料を得た。
【００３３】
(塗装金属板の調製) 
基板として、厚さ0.8 mmの冷間圧延鋼板を母材としたJIS-G3302 に規定される溶融亜鉛めっき鋼板を使用した。この基板の片面に、上記の各塗料を乾燥膜厚が30μｍとなる量でロール塗装し、230 ℃で60秒間の焼付けを行って、反射性塗装金属板を得た。
【００３４】
得られた塗装金属板の塗装面の反射スペクトルを、塗装面に市販の蛍光灯の光を照射し、塗装面から発する反射光および蛍光を積分球を用いて集光し、島津製作所製の蛍光分光光度計を用いて測定した。
【００３５】
反射性の評価指標としては、視感度のピークである555 nmでの白色蛍光灯の照射強度と、試料からの反射強度との比を反射率とし、この反射率が90％以上であるものを反射性に優れると評価した。反射率の結果を表１に併記する。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１からわかるように、顔料としてチタニアのみを含有させた比較例１の塗料に比べて、本発明に従って蛍光顔料をさらに含有させた塗料を使用すると、作製された塗装金属板は、視感度のピークである555 nmでの反射率が向上する。特に、蛍光顔料Ａと蛍光顔料Ｂを併用添加すると、反射率がさらに向上した塗装金属板となり、実施例２に示すように、２種類の蛍光顔料の添加量によっては、100 ％に近い、著しく優れた反射率を実現することができた。しかし、蛍光顔料の添加量が少なすぎるか、多すぎると、反射性が低下した。
【００３８】
図１に、使用した白色蛍光灯の照射スペクトル、ならびに比較例１および参考例３の反射スペクトルを示す。図１から、比較例１の反射スペクトルは、410 nmより長波長側では、照射した白色蛍光灯の照射スペクトルと実質的に同じであることがわかる。即ち、チタニアは、可視域のほぼ全波長にわたって反射性をほぼ一様に高めることがわかる。
【００３９】
これに対し、実施例３の皮膜では 410〜490 nmの領域、特に 445〜490 nmの領域の反射スペクトルが 490〜570 nmにシフトしている。このように、視感度の低い波長域の反射スペクトルが、視感度のピークである555 nmに近い波長域にシフトしたため、555 nmでの反射率は、表１に示すように、チタニアのみを含有する比較例１の皮膜に比べて、大きく向上するのである。その結果、本発明の塗装金属板を照明器具、特に蛍光灯の反射板に使用すると、比較例１のものに比べて、より明るく感じることができる照明器具となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】白色蛍光灯の照射スペクトルと、比較例１および参考例３の反射スペクトルを示す。
【図１】
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