説明

反射鏡

【課題】光触媒親水層の層厚の変動に対する反射光の色調の変動を小さくする。
【解決手段】反射鏡10では、基板12の表面に反射膜14が設けられ、反射膜14の表面に光干渉膜16が設けられ、光干渉膜16の表面に光触媒親水膜18が設けられている。ここで、光干渉膜16が光触媒親水膜18より屈折率を高くされており、特に光干渉膜16の膜厚を調整することで、光干渉膜16の表面で反射される光と反射膜14の表面で反射される光との干渉を調整できて、反射鏡10の反射光の波長のピークを調整できる。このため、光触媒親水膜18の膜厚の変動に対する反射鏡10の反射光の色調の変動を小さくできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光を反射する反射鏡に関する。
【背景技術】
【0002】
反射鏡には、基材(基板)の表側に金属反射膜(Cr反射膜)が設けられると共に、金属反射膜の表側に単層の親水機能層(混合層)が設けられたものがある(下記特許文献1及び特許文献2参照)。
【0003】
この反射鏡では、親水機能層が光触媒性物質(TiO2)と親水性物質(SiO2)との混合物にされている。
【0004】
さらに、親水機能層の層厚を調整することで、親水機能層の表面で反射される光と金属反射膜の表面で反射される光との干渉が調整されて、反射鏡の反射光の波長のピークが調整される。これにより、反射鏡の反射光の色調が調整される。
【0005】
しかしながら、この反射鏡では、図3に示す如く、親水機能層の層厚の変動に対する反射鏡の反射光の色調の変動が大きいため、反射鏡の反射光の色調が安定しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−141916公報
【特許文献2】特開2007−286491公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記事実を考慮し、光触媒親水層の層厚の変動に対する反射光の色調の変動を小さくできる反射鏡を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1に記載の反射鏡は、光を反射する反射層と、前記反射層の表側に設けられ、親水性及び光触媒性を有する光触媒親水層と、前記反射層と前記光触媒親水層との間に設けられ、屈折率が前記光触媒親水層より高くされた光干渉層と、を備えている。
【0009】
請求項2に記載の反射鏡は、請求項1に記載の反射鏡において、前記光干渉層の材料を五酸化二タンタル及び一酸化珪素の少なくとも1つにしている。
【0010】
請求項3に記載の反射鏡は、請求項1又は請求項2に記載の反射鏡において、前記光触媒親水層を二酸化珪素と二酸化チタンとを混合して形成し、前記光触媒親水層の屈折率を1.8以下にしている。
【発明の効果】
【0011】
請求項1に記載の反射鏡では、反射層の表側に光触媒親水層が設けられると共に、反射層と光触媒親水層との間に光干渉層が設けられている。
【0012】
光触媒親水層は、親水性を有している。このため、光触媒親水層の表面に水滴が付着する場合には、水滴の光触媒親水層表面との接触角が小さくなり、水滴が粒状から薄い膜状となる。これにより、反射鏡で反射された反射像の歪みを軽減できる。また、水滴が薄い膜状になることで、短時間で水滴を蒸発させることができる。
【0013】
光触媒親水層は、光触媒性を有している。このため、光触媒親水層の表面に有機物が付着する場合には、光触媒親水層に光が照射されることで、有機物が分解される。これにより、光触媒親水層の表面を清潔にでき、光触媒親水層の表面での親水性を維持できる。
【0014】
ここで、光干渉層が光触媒親水層より屈折率を高くされている。このため、特に光干渉層の層厚を調整することで、光干渉層の表面で反射される光と反射層の表面で反射される光との干渉を調整できて、反射鏡の反射光の波長のピークを調整できる。したがって、反射鏡の反射光の波長のピークを可視光領域の特定波長に合わせることで、反射鏡の反射光の色調を調整できて、反射鏡の防眩性を発現できる。
【0015】
このように、特に光干渉層の層厚を調整することで、反射鏡の反射光の色調を調整できるため、光触媒親水層の層厚の変動に対する反射鏡の反射光の色調の変動を小さくできる。
【0016】
請求項2に記載の反射鏡では、光干渉層の材料が五酸化二タンタル(Ta2)及び一酸化珪素(SiO)の少なくとも1つにされている。このため、光干渉層の屈折率を光触媒親水層の屈折率より高くできる。
【0017】
請求項3に記載の反射鏡では、光触媒親水層が親水性を有する二酸化珪素(SiO2)と光触媒性を有する二酸化チタン(TiO)とを混合して形成されている。このため、光触媒親水層が親水性及び光触媒性を適切に有することができる。
【0018】
さらに、光触媒親水層の屈折率が1.8以下にされている。このため、光干渉層の屈折率を光触媒親水層の屈折率より適切に高くでき、光干渉層の表面で適切に光を反射できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施の形態に係る反射鏡を示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る反射鏡において光触媒親水膜における光触媒材料の質量比と光の波長が555nmである場合の光触媒親水膜の屈折率との関係を示すグラフである。
【図3】本発明の実施の形態に係る反射鏡における光触媒親水膜の膜厚の変動に対する反射光の色調の変動との関係及び特許文献2の反射鏡における親水機能層の層厚の変動に対する反射光の色調の変動との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の実施の形態の実施例に係る反射鏡における反射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。
【図5】参考例に係る反射鏡を示す断面図である。
【図6】参考例の第1実験例に係る反射鏡における反射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。
【図7】参考例の第2実験例に係る反射鏡における反射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
[実施の形態]
図1には、本発明の実施の形態に係る反射鏡10が断面図にて示されている。
【0021】
本実施の形態に係る反射鏡10は、車両の車室外に設置されるアウタミラー(フェンダーミラーやドアミラー等)の鏡体として適用される。
【0022】
図1に示す如く、反射鏡10は、基材としての基板12を備えており、基板12の材料は、ガラス等にされている。
【0023】
基板12の表面(光入射側の面)には、反射層としての金属製の反射膜14がスパッタ法(蒸着法でもよい)により形成されており、反射膜14は、表側から入射された光を表側へ反射可能にされている。
【0024】
反射膜14の材料は、クロム(Cr)が好ましく、これにより、反射膜14の反射率が適度に高くされる。なお、反射膜14の材料は、クロム、ハフニウム(Hf)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)及びステンレス鋼の少なくとも1つ(例えばクロム又はハフニウムを主成分とする合金)であればよい。
【0025】
また、反射膜14の膜厚を調整することで、反射膜14の反射率ひいては反射鏡10の反射率を調整可能にされており、反射膜14の膜厚が厚くされることで反射膜14の反射率が高くされると共に、反射膜14の膜厚が薄くされることで反射膜14の反射率が低くされる。反射膜14の膜厚は、例えば25nmにされている。
【0026】
反射膜14の表面には、光干渉層としての光干渉膜16が蒸着法、ゾルゲル法等の化学的製膜法又はスパッタ法により形成されており、光干渉膜16は、光を透過可能にされている。
【0027】
光干渉膜16は、下記光触媒親水膜18より屈折率が高くされており、光干渉膜16の材料は、五酸化二タンタル(Ta2)及び一酸化珪素(SiO)の少なくとも1つであるのが好ましい。なお、光干渉膜16の材料は、五酸化二タンタル、一酸化珪素、二酸化錫(SnO2)、三酸化インジウム(In23)、酸化ニッケル(NiO)、二酸化ジルコニウム(ZrO2)、二酸化チタン(TiO2)の少なくとも1つであるセラミック材料(金属酸化物)であればよい。
【0028】
光干渉膜16の膜厚は、40nm以上120nm以下(特に70nm以上90nm以下)に設定されている。
【0029】
光干渉膜16の表面には、光触媒親水層としての光触媒親水膜18が形成されており、光触媒親水膜18は、光を透過可能にされると共に、表面が反射鏡10の表面20を構成している。
【0030】
光触媒親水膜18は、親水性(親水機能)を有する二酸化珪素(SiO2)である親水材料22(マトリックス)に光触媒性(光触媒機能)を有する二酸化チタン(TiO)である粒状の光触媒材料24が均一に混合されて、形成されており、光触媒親水膜18は、親水性及び光触媒性を有している。また、光触媒材料24の粒径は、30nm以上100nm以下(50nm以上80nm以下が好ましく、特に65nmが好ましい)に設定されている。
【0031】
なお、親水材料22は、二酸化珪素と三酸化二ホウ素(B2)との混合物であってもよい。さらに、光触媒材料24は、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、三酸化タングステン(WO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)の少なくとも1つであればよい。
【0032】
光触媒親水膜18は、溶液タイプのものにされており、光触媒親水膜18は、親水材料22及び光触媒材料24が溶かされた溶液(原液)を光干渉膜16の表面に塗布した後に焼成して形成されている。
【0033】
光触媒親水膜18における光触媒材料24の質量比は、20%以上80%以下(30%以上80%以下が好ましく、さらに60%以上80%以下が好ましく、特に70%が好ましい)に設定されており、これにより、図2に示す如く、光触媒親水膜18の屈折率が約1.8以下にされている。光触媒親水膜18の膜厚は、50nm以上120nm以下(70nm以上100nm以下が好ましく、特に85nmが好ましい)に設定されている。
【0034】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【0035】
以上の構成の反射鏡10では、基板12の表面に反射膜14が設けられ、反射膜14の表面に光干渉膜16が設けられ、光干渉膜16の表面に光触媒親水膜18が設けられて、光触媒親水膜18が反射鏡10の表面20を構成している。
【0036】
光触媒親水膜18は、親水材料22により親水性を有している。このため、光触媒親水膜18の表面(反射鏡10の表面20)に雨水等の水滴が付着しても、水滴の光触媒親水膜18表面との接触角が10°以下になって小さくなり、水滴が粒状から薄い膜状となる。これにより、反射鏡10で反射された反射像の歪みを軽減できる。また、水滴が薄い膜状になることで、短時間で水滴を蒸発させることができる。
【0037】
光触媒親水膜18は、光触媒材料24により光触媒性を有している。このため、例えば他の車両の排気ガス中に含まれる油分等の有機物が光触媒親水膜18の表面(反射鏡10の表面20)に付着しても、光触媒親水膜18内の光触媒材料24に光が照射されることで、光触媒材料24の光触媒効果により有機物が分解される。これにより、光触媒親水膜18の表面を清潔にでき、光触媒親水膜18の表面での親水性を維持できる。
【0038】
また、光触媒親水膜18における光触媒材料24の質量比が20%以上(特に60%以上)に設定されると共に、光触媒親水膜18の膜厚が、50nm以上に設定されている。このため、光触媒親水膜18の充分な光触媒性を確保できる。
【0039】
さらに、光触媒親水膜18は、親水材料22及び光触媒材料24が溶かされた溶液を光干渉膜16の表面に塗布した後に焼成して形成されている。このため、光触媒材料24に充分な光触媒性を付与するために光触媒親水膜18を300℃の高温で蒸着して形成する場合と異なり、コストを低減できる。
【0040】
ここで、光触媒親水膜18における光触媒材料24の質量比が80%以下に設定されて、光触媒親水膜18の屈折率が約1.8以下にされている。このため、光干渉膜16の屈折率が光触媒親水膜18の屈折率より充分に高くされて、光干渉膜16の表面で光を充分に反射できる。
【0041】
これにより、特に光干渉膜16の膜厚を調整することで、光干渉膜16の表面で反射される光と反射膜14の表面で反射される光との干渉を調整できて、反射鏡10の反射光の波長のピークを調整できる。したがって、反射鏡10の反射光の波長のピークを可視光領域の特定波長(例えば495nm以上570nm以下で特に510nm以上560nm以下(ミノルタ株式会社の分光測色計CM−3700dにより測定))に合わせることで、反射鏡10の反射光の色調(色目)を例えばグリーンに調整できて、例えば車両のヘッドライトに採用されるハロゲンランプ及びディスチャージランプに対する反射鏡10の防眩性を発現できる。
【0042】
このように、特に光干渉膜16の膜厚を調整することで、反射鏡10の反射光の色調を調整できるため、図3に示す如く、光触媒親水膜18の膜厚の変動に対する反射鏡10の反射光の色調の変動を小さくできる。このため、光触媒親水膜18の膜厚の変動に対し反射鏡10の反射光の色調を安定させることができる。
【0043】
さらに、上述の如く光干渉膜16が光触媒親水膜18より屈折率を高くされているため、光干渉膜16の屈折率が低い場合に比し、光干渉膜16内を往復透過する光の透過距離が長くなる。これにより、反射鏡10の反射光の波長のピークを調整する際に、光干渉膜16の膜厚を薄くでき、反射鏡10のコストを低減できる。
【0044】
また、反射鏡10に着色層を設けなくても、反射鏡10の反射光の色調を調整できる。このため、反射鏡10に光を吸収する着色層を設けた場合と異なり、反射鏡10の反射率を適度に高くするために反射膜14の材料を必ずしも銀やアルミニウムにする必要がない。これにより、反射膜14の基板12との密着性を良好にできると共に、反射膜14の耐食性を良好にできて反射鏡10を車両のアウタミラーに適切に適用できる。
【0045】
なお、本実施の形態において、反射膜14と光干渉膜16との間及び光干渉膜16と光触媒親水膜18との間の少なくとも一方に、光を透過する光透過層(光透過膜)を設けた構成としてもよい。
【0046】
(実施例)
本実施例に係る反射鏡10では、反射膜14(クロム)の膜厚が25nmにされ、光干渉膜16(五酸化二タンタル)の膜厚が80nmにされ、光触媒親水膜18(親水材料22(二酸化珪素)と光触媒材料24(二酸化チタン)との混合膜)の膜厚が65nmにされている。また、光触媒親水膜18における光触媒材料24の質量比が70%にされている。
【0047】
これにより、図4に示す如く、反射鏡10の反射光の波長のピークが約545nmにされている。
【0048】
[参考例]
図8には、参考例に係る反射鏡30が断面図にて示されている。
【0049】
本参考例に係る反射鏡30は、上記実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。
【0050】
図8に示す如く、本参考例に係る反射鏡30では、反射膜14と光触媒親水膜18との間に光干渉膜16が設けられておらず、反射膜14の表面に光触媒親水膜18が直接形成されている。
【0051】
光触媒親水膜18の膜厚は、120nm以上180nm以下(特に145nm以上165nm以下)に設定されている。
【0052】
ここで、本参考例でも、光干渉膜16による作用及び効果を除き、上記実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【0053】
さらに、光触媒親水膜18における光触媒材料24の質量比が30%以上(特に50%以上)に設定されると共に、光触媒親水膜18の膜厚が120nm以上(特に145nm以上)に設定されている。このため、光触媒親水膜18の充分な光触媒性を確保できる。
【0054】
また、光触媒親水膜18の膜厚を調整することで、光触媒親水膜18の表面で反射される光と反射膜14の表面で反射される光との干渉を調整できて、反射鏡30の反射光の波長のピークを調整できる。したがって、反射鏡30の反射光の波長のピークを可視光領域の特定波長(例えば495nm以上570nm以下で特に510nm以上560nm以下)に合わせることで、反射鏡30の反射光の色調を例えばグリーンに調整できて、例えば車両のヘッドライトに採用されるハロゲンランプ及びディスチャージランプに対する反射鏡30の防眩性を発現できる。
【0055】
さらに、反射膜14と光触媒親水膜18との間に光干渉膜16が設けられていない。このため、反射鏡30のコストを低減できる。
【0056】
(第1実験例)
第1実験例では、反射膜14の材料がクロムにされると共に、反射膜14の膜厚が15nmに設定されている。
【0057】
さらに、光触媒親水膜18における光触媒材料24の質量比が65%に設定されると共に、光触媒親水膜18の膜厚が160nmに設定されている。
【0058】
これにより、図10に示す如く、反射鏡30の反射光の波長のピークが550nm近傍に合わせられて、反射鏡30の反射光の色調がグリーンに調整されている。
【0059】
(第2実験例)
第2実験例では、反射膜14の材料がハフニウムにされると共に、反射膜14の膜厚が30nmに設定されている。
【0060】
さらに、光触媒親水膜18における光触媒材料24の質量比が65%に設定されると共に、光触媒親水膜18の膜厚が155nmに設定されている。
【0061】
これにより、図11に示す如く、反射鏡30の反射光の波長のピークが550nm近傍に合わせられて、反射鏡30の反射光の色調がグリーンに調整されている。
【符号の説明】
【0062】
10 反射鏡
12 基板
14 反射膜(反射層)
16 光干渉膜(光干渉層)
18 光触媒親水膜(光触媒親水層)
30 反射鏡

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を反射する反射層と、
前記反射層の表側に設けられ、親水性及び光触媒性を有する光触媒親水層と、
前記反射層と前記光触媒親水層との間に設けられ、前記光触媒親水層より屈折率が高くされた光干渉層と、
を備えた反射鏡。
【請求項2】
前記光干渉層の材料を五酸化二タンタル及び一酸化珪素の少なくとも1つにした請求項1記載の反射鏡。
【請求項3】
前記光触媒親水層を二酸化珪素と二酸化チタンとを混合して形成し、前記光触媒親水層の屈折率を1.8以下にした請求項1又は請求項2記載の反射鏡。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2011−107189(P2011−107189A)
【公開日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−259010(P2009−259010)
【出願日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【出願人】(000003551)株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Fターム(参考)】