(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台形断面を有して一方向に伸びる単位プリズムが、前記一方向とは異なる方向に複数配列された偏向層と、
透光性を有する板状の部材であり、前記偏向層の前記単位プリズムの台形断面の下底となる面に積層された基材層と、
透光性を有する板状の部材であり、前記偏向層の前記単位プリズムの台形断面の上底となる面に積層された保護層と、を有し、
複数の前記単位プリズムの間には、光を吸収することなく前記単位プリズムとの界面で全反射するように前記単位プリズムより低い屈折率の材料が充填されており、前記全反射する前記界面は前記基材層の法線に対して４．５°以上１２．１°以下で傾斜している、採光シート。
【請求項２】
最表面にさらにハードコート層が配置されることを特徴とする請求項１に記載の採光シート。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の採光シートを製造する方法であって、
前記基材層の一方の面に前記単位プリズムの前記下底が配置されるように前記偏向層を形成する工程と、
接着層が一方の面に積層された前記保護層を、前記接着層が前記単位プリズムの前記上底に接するように貼り付ける工程と、を含む、採光シートの製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の採光シートを製造する方法であって、
前記ハードコート層が一方の面に積層された前記基材層の他方の面に前記単位プリズムの前記下底が配置されるように前記偏向層を形成する工程と、
接着層が積層された前記保護層を、前記接着層が前記単位プリズムの前記上底に接するように貼り付ける工程と、を含む、採光シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の内部に日光等の外光を採り入れるための採光シート、該採光シートを用いたロールアップ採光スクリーン、及び採光シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる窓ガラス等により、建物の内部に日光を採り入れて快適な空間を形成することは周知である。これに対し、直射日光を制御してより快適な態様で光を採り入れる技術が特許文献１〜３に開示されている。これら技術によれば、プリズム等のような所定の幾何学的形状を備えた屈折率差を有する界面を利用して日光等の外光を所望の方向に偏向、反射して制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開公報  ＷＯ  ９３／２５７９２
【特許文献２】特開２００３−１５７０７号公報
【特許文献３】特開２０００−１５７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の技術では外側から入射する光については制御することができるが、室内側から外を見たときにも像が屈折するため、外の景色を見るための鮮明さに不足があった。また、特許文献１に記載の発明では、プリズム状の部材の保持の観点から問題が生じ、生産安定性や製造後の製品の取り扱い及び形状安定性に課題があった。例えば、巻回、展開を繰り返すようなロールアップスクリーンにこれを適用することに困難があった。一方、特許文献２、３に記載の発明では、プリズム状の凹凸が室内側に露出しているため、その耐久性にも問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記した問題点に鑑み、室外側からの光を所望の方向に制御しつつ、室内側からは室外側を見ることが可能であるとともに、耐久性にも優れる採光シートを提供することを課題とする。また、採光シートを用いたロールアップ採光スクリーン、及び採光シートの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、本発明について説明する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、台形断面を有して一方向に伸びる単位プリズムが、一方向とは異なる方向に複数配列された偏向層と、透光性を有する板状の部材であり、偏向層の単位プリズムの台形断面の下底となる面に積層された基材層と、透光性を有する板状の部材であり、偏向層の単位プリズムの台形断面の上底となる面に積層された保護層と、を有し、複数の単位プリズムの間には、光を吸収することなく単位プリズムとの界面で全反射するように単位プリズムより低い屈折率の材料が充填されており、全反射する界面は基材層の法線に対して４．５°以上１２．１°以下で傾斜している、採光シートである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の採光シートにおいて、最表面にさらにハードコート層が配置されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の採光シートを製造する方法であって、基材層の一方の面に単位プリズムの下底が配置されるように偏向層を形成する工程と、接着層が一方の面に積層された保護層を、接着層が単位プリズムの上底に接するように貼り付ける工程と、を含む、採光シートの製造方法である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の採光シートを製造する方法であって、ハードコート層が一方の面に積層された基材層の他方の面に単位プリズムの下底が配置されるように偏向層を形成する工程と、接着層が積層された保護層を、接着層が単位プリズムの上底に接するように貼り付ける工程と、を含む、採光シートの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、室外側からの光を所望の方向に制御しつつ、室内側からは室外側を見ることが可能であるとともに、耐久性にも優れるものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一実施形態にかかる採光シートが適用されたロールアップ採光スクリーンの斜視図である。
【図２】第一実施形態にかかる採光シートの層構成を説明する断面図である。
【図３】第一実施形態にかかる採光シートの断面の一部を拡大して示した図である。
【図４】第二実施形態にかかる採光シートの断面の一部を拡大して示した図で、図３に相当する図である。
【図５】第三実施形態にかかる採光シートの層構成を説明する断面図である。
【図６】第三実施形態にかかる採光シートの断面の一部を拡大して示した図である。
【図７】第四実施形態にかかる採光シートの断面の一部を拡大して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明は当該実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は第一実施形態にかかる採光シート１０が適用されたロールアップ採光スクリーン１の斜視図である。このように採光シート１０の上端を軸部材に取り付け、採光シート１０を当該軸に巻回、及び展開可能に構成することによりロールアップ採光スクリーン１が形成される。
このようなロールアップ採光スクリーン１は、例えば建物の窓の室内側正面に設置され、該窓から室内に入射する光を制御する。以下、採光シート１０の構成について説明する。
【００１６】
図２は、図１にＩＩ−ＩＩで示した鉛直方向における断面図のうち採光シート１０の部分の断面を示し、採光シート１０の層構成を模式的に表した図である。図２では、見易さのため繰り返しとなる符号は一部省略することがある（以降に示す各図において同じ。）。図３には、図２の一部で、偏向層１２の単位プリズム１３に注目して拡大した図を示した。
【００１７】
採光シート１０は、基材層１１、偏向層１２、接着層１４、保護層１５、及びハードコート層１６を備えている。以下に各層について説明する。なお、図２、図３では採光シート１０が展開され、垂直になるように窓の前に設置された姿勢で表されており、図２、図３の紙面左が窓側、紙面右が室内側、紙面上方が天、紙面下方が地となる。なお、上記のように紙面左は窓側であるが、便宜上室外側と記載する。
【００１８】
基材層１１は、偏向層１２を形成するための基材となる層であり、透光性を有するとともに、偏向層１２の変形を防止できるように支持する。かかる観点から、基材層１１を形成する材料の具体例として例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等のうちの１つ以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を挙げることができる。
ここで基材層１１の厚さは２５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。２５μｍより薄いとしわが発生したり基材としての機能を損なう虞がある。一方３００μｍより厚いと製造時における巻取りが困難となる。
【００１９】
偏向層１２は、日光等の室外側からの光である外光を偏向して室内側に透過させる機能を有する層である。偏向層１２は、図２、図３に表れているように、複数の単位プリズム１３が配列されている。
【００２０】
各単位プリズム１３は、基材層１１の面のうち室内側となる面に設けられ、基材層１１から凸となるように突出して形成されている。本実施形態では単位プリズム１３は鉛直方向断面において台形断面を有しており、当該断面を維持して紙面奥／手前方向（すなわち水平方向）に延びるように形成され、該延びる方向にとは異なる方向に配列されている。
【００２１】
単位プリズム１３は、台形断面において、下底を形成する第一面１３ａ、上底を形成する第二面１３ｂ、第一面１３ａと第二面１３ｂとを結ぶ面のうち下方に設けられる脚を形成する偏向面１３ｃ、及び上方に設けられる脚を形成する立ち上げ面１３ｄを備えている。
【００２２】
本実施形態では第一面１３ａが室外側に面しており、第二面１３ｂが室内側に面している。第一面１３ａと第二面１３ｂとは略平行に形成されている。第一面１３ａ、第二面１３ｂはその面が基材層１１の面に平行であることが好ましい。
【００２３】
偏向面１３ｃは外光を全反射させて室内側に透過させる面であり、基材層１１の面の法線となす角がθ１である。θ１の大きさは、外光を全反射させて所望の偏向をさせることができれば特に限定されることはないが、外光が日光であり、斜め上方から入射してくることを鑑みるとθ１は０°以上１２．１°以下であることが好ましく、θ１は４．５°であることがさらに好ましい。θ１が０°であるとき偏向面１３ｃは室内外方向に平行となる。ここで角度θ１の正負は、採光シートを図３のように垂直に設置した姿勢において、室外側から室内側に向けて下がる傾斜を負、室外側から室内側に向けて上がる傾斜を正とする。以下同様である。
当該θ１の範囲は、例えば東京（北緯３５．５度）、札幌（北緯４３度）、那覇（北緯２６度）の南北に緯度の大きく異なる３か所を基準とし、夏至、冬至における太陽の南中高度及び偏向層に用いることができる一般的な材料の屈折率を考慮して求めることができる。より具体的には次の通りである。
東京は北緯３５．５度、札幌は北緯４３度、那覇は北緯２６度であり、各地の夏至の南中高度はそれぞれ７８度（東京）、７０．５度（札幌）、８７．５度（那覇）となる。一方、冬至の南中高度は３１度（東京）、２３．５度（札幌）、４０．５度（那覇）である。従って、当該範囲の最小である２３．５度と最大である８７．５度との中心は５５度である。ここで、一般的な樹脂の屈折率を１．４９（アクリル系樹脂）〜１．５９（スチレン、ポリカーボネート系樹脂）として、スネルの法則に基づいて全反射条件を計算し、生産性も考慮すると、θ１は０°以上１２．１度以下であることが好ましく、４．５度であることが更に好ましい。θ１が０度より小さいと金型を製造する際の切削性、金型により単位プリズムを成型する際の成型性、及び金型離型性が悪くなる。また、θ１が１２．１度より大きくなると、夏至における那覇の南中高度８７．５度のときに全反射しなくなる。
【００２４】
立ち上げ面１３ｄは、偏向面１３ｃを形成することにより生じる面である。ただし、立ち上げ面１３ｄは、偏向面１３ｃで全反射した外光が立ち上げ面１３ｄで反射しないように傾斜して形成されていることが好ましい。具体的には立ち上げ面１３ｄが基材層１１の面の法線となす角をθ２とする。θ２の大きさは、−７５．５°以上−２６．９°以下であることが好ましく、−５３．３°であることがさらに好ましい。当該範囲は上記した条件に基づき、全反射しない角度を好ましい範囲としたものである。
【００２５】
単位プリズムのピッチは１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。ピッチが１０μｍより小さいと製造の困難がある。一方、ピッチが２００μｍより大きくなると金型を製造する際の切削性、金型により単位プリズムを成型する際の成型性、及び金型離型性が悪く、製造上の不具合が生じる可能性がある。また単位プリズムの幅（第一面１３ａの下底幅）は、５μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。当該幅が５μｍより小さいと製造の困難がある。一方当該幅が１５０μｍより大きくなると金型を製造する際の切削性、金型により単位プリズムを成型する際の成型性、及び金型離型性が悪く、製造上不具合が生じる可能性がある。
【００２６】
偏向層の厚さは１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。１０μｍより薄いと光学的な性能が不十分であったり、偏向層の加工が微細となり精度が低下したりする。一方２００μｍより厚いと偏向層を成型するに際して金型からの離型性に問題が生じることがある。
【００２７】
ここで単位プリズム１３は基材層１１と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。ただし両者間で屈折率差があるとこの界面で光が偏向されてしまう可能性が高まるので、同じ材料であること、又は異なる材料であっても屈折率差が小さい、あるいは屈折率差がないことが好ましい。
単位プリズム１３と基材層１１とを同じ材料とする場合には、基材層１１と偏向層１２とを一体に形成することもできる。また、偏向層１２と基材層１１とが異なる材料である場合、及び同じ材料の場合であっても、基材層１１と偏向層１２が別に形成され、なんらかの手段により積層されてもよい。
偏向層１２の形成方法の例は後で説明する。
【００２８】
偏向層１２の単位プリズム１３を形成する材料は特に限定されることはないが、具体例として例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を挙げることができる。
ただし、単位プリズム１３の弾性率は２０００ＭＰａより小さいことが好ましい。これにより巻いたり（巻回）、巻き戻し（展開）たりする際にワレが生じる可能性を低減させることができる。
【００２９】
なお、本実施形態では隣り合う単位プリズム１３間は空気で満たされている。空気は屈折率が１．０であり、単位プリズム１３の屈折率との関係で十分大きな屈折率差を得ることができる。当該屈折率差が大きいほど偏向面１３ｃで全反射することができる外光が多くなるので好ましい。
ただし、これに限定されることなく、隣り合う単位プリズム１３間に、単位プリズム１３を構成する材料の屈折率より低い屈折率を有する材料を充填してもよい。具体的に充填される材料は特に限定されることはないが、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を挙げることができる。
【００３０】
また、偏向面１３ｃ、立ち上げ面１３ｄは微小な凹凸が形成された、いわゆるマット面としてもよい。これによれば光の拡散を伴って室内側に光を採り入れることができる。
【００３１】
接着層１４は、後述する保護層１５を偏向層１２の第二面１３ｂ側に貼り付けるための層であり、かかる機能を有する各種のものを用いることができる。接着層に用いられる材料は特に限定されることはないが、公知の粘着剤、接着剤、紫外線硬化樹脂、電離放射線硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。例えばアクリル系の粘着剤を用いることができ、さらに具体的にはアクリル系共重合体とイソシアネート化合物を組み合わせた粘着剤を挙げることができる。ただし、採光シート１０の性質上、透光性、耐候性に優れた材料によることが好ましい。
ここで接着層１４の厚さは特に限定されるものではないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。１０μｍより薄いと接着の効果が不十分になる可能性が高く、１００μｍより厚いと層厚の均一化が困難になる。
【００３２】
保護層１５は、上記基材層１１と対になり、偏向層１２を挟むように配置される層であり、基材層１１と併せて偏向層１２を保護する機能を有する。保護層１５はこのような機能を有するものであれば、その材料は特に限定されることはないが、例えば上記した基材層１１と同様の材料により形成することができる。
ここで保護層１５の厚さは２５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。２５μｍより薄いとしわが発生したり基材としての機能を損なう虞がある。一方３００μｍより厚いと製造時における巻取りが困難となる。
【００３３】
ハードコート層１６は、表面保護を目的として採光シート１０のうち、基材層１１とは反対側の最表面に設けられる層である。ハードコート層１６は透明な樹脂層として形成することができ、擦り傷、表面汚染に対する耐性の観点から、硬化性樹脂が硬化してなる樹脂硬化層として形成することが好ましい。
具体的には電離放射線硬化性樹脂、その他公知の硬化性樹脂等を要求性能に応じて適宜採用すればよい。電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、オキセタン系、シリコーン系などが挙げられる。例えば、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂は、単官能（メタ）アクリレートモノマー、２官能（メタ）アクリレートモノマーモノマー、３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーなどの（メタ）アクリル酸エステルモノマー、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルオリゴマー乃至は（メタ）アクリル酸エステルプレポリマーなどからなる。さらに３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーを例示すれば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等がある。
【００３４】
また、ハードコート層１６には、耐汚染性向上の機能を追加してもよい。これは例えばシリコーン系化合物、フッ素系化合物などを添加することにより可能となる。さらにその他の機能として帯電防止性向上、撥水性向上、難燃性の機能を有するものとしてもよい。
帯電防止性向上には、例えば電子伝導タイプではＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ＰＥＤＯＴ（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）；３，４−エチレンジオキシチオフェンポリマー）とＰＳＳ（ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）；スチレンスルホン酸ポリマー）とを共存）を用いたり、イオン導電タイプではリチウム塩系材料を適用したりすることが挙げられる。
一方、撥水性向上には、フッ素系化合物を用いることが挙げられる。
また、難燃性向上のために用いることができる材料としては、塩化ビニルや、ポリオレフィンに水和化金属を含有させた材料などが挙げられる。
【００３５】
以上説明した採光シート１０は例えば次のように製造することができる。
【００３６】
偏向層１２は金型ロールを用いる方法により形成することができる。すなわち、円筒状であるロールの外周面に偏向層１２の単位プリズム１３を転写可能な凹凸が設けられた金型ロールを準備する。そして金型ロールとこれに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層１１となる基材を挿入する。そして、基材の一方の面と金型ロールとの間に偏向層１２を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された凹凸の凹部内に偏向層１２を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの凹凸の表面形状に沿ったものとなる。
【００３７】
ここで、偏向層１２を構成する組成物としては、上記したものが好ましいが、さらに具体的には次の通りである。すなわち、光硬化型プレポリマー（Ｐ１）に、反応性希釈モノマー（Ｍ１）及び光重合開始剤（Ｉ１）を配合した光硬化型樹脂組成物を用いることができる。
【００３８】
上記光硬化型プレポリマー（Ｐ１）としては、例えば、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等のプレポリマーを挙げることができる。
【００３９】
また、上記反応性希釈モノマー（Ｍ１）としては、例えば、ビニルピロリドン、２−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート等を挙げることができる。
【００４０】
また、上記光重合開始剤（Ｉ１）としては、例えば、ヒドロキシベンゾイル化合物（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等）、ベンゾイルホルメート化合物（メチルベンゾイルホルメート等）、チオキサントン化合物（イソプロピルチオキサントン等）、ベンゾフェノン（ベンゾフェノン等）、リン酸エステル化合物（１，３，５−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等）、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置及び光硬化型樹脂組成物の硬化性から任意に選択することができる。なお、偏向層１２の着色防止の観点から好ましいのは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイドである。
【００４１】
これらの光硬化型プレポリマー（Ｐ１）、反応性希釈モノマー（Ｍ１）及び光重合開始剤（Ｉ１）は、それぞれ、１種類で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４２】
金型ロールと基材との間に挟まれ、ここに充填された偏向層を構成する組成物に対し、基材側から光照射装置により光を照射する。これにより、偏向層を構成する組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材層及び成形された偏向層を離型する。
【００４３】
一方、保護層１５の一方の面にハードコート層１６、他方の面に接着層１４を積層した積層体を準備し、接着層１４が偏向層１２の第二面１３ｂ側になるように積層する。
また接着層１４が紫外線硬化樹脂、光硬化性樹脂からなる場合には、積層後に紫外線又は光を照射して硬化させればよい。
これにより採光シート１０が形成される。
【００４４】
採光シート１０には上記した各層のいずれかに、他の機能を付加させるための構成を備えてもよい。これには例えば、近赤外線吸収機能、紫外線吸収機能、及び熱線吸収機能を挙げることができる。
【００４５】
近赤外線吸収機能は、近赤外線吸収色素を上記した各層の１つ又は複数に成膜したり、塗布したりすることにより向上させることができる。近赤外線吸収色素としては、８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長領域を吸収するものを用いることが好ましい。該波長領域の近赤外線の透過率が２０％以下が好ましく、１０％以下であることがさらに好ましい。一方で、近赤外線吸収色素は可視光領域、即ち、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域で、十分な透過率を有することが好ましい。
【００４６】
紫外線吸収機能は、ベンゾトリアゾール系（ＢＡＳＦ社製ＴＩＮＵＶＩＮ  Ｐ、ＴＩＮＵＶＩＮ  Ｐ  ＦＬ、ＴＩＮＵＶＩＮ  ２３４、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２６、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２６  ＦＬ、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２８、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２９、ＴＩＮＵＶＩＮ  ３２９  ＦＬ）や、トリアジン系紫外線吸収剤（ＢＡＳＦ社製ＴＩＮＵＶＩＮ  １５７７  ＥＤ）、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤（ＢＡＳＦ社製ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ  ８１、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ  ８１  ＦＬ）、ベンゾエート系紫外線吸収剤（ＢＡＳＦ社製  ＴＩＮＵＶＩＮ  １２０）等の適用が挙げられる。
【００４７】
一方、熱線吸収機能は、金属酸化物超微粒子を用いることができ、これには例えばアンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フタロシアニン化合物等を挙げることができる。
【００４８】
次に採光シート１０によりロールアップ採光スクリーン１を形成し、採光シート１０を展開して建物の窓の室内側正面に配置した場面における主要な光路について説明する。図３に模式的な光路例を示した。なお当該光路例は概念的に示したものであり、屈折、反射の程度等を厳密に表したものではない。
【００４９】
日光が想定される斜め上方から窓を透過して採光シート１０に照射された外光Ｌ１１は、基材層１１を透過して偏向層１２の単位プリズム１３に入射する。単位プリズム１３に入射した外光Ｌ１１は偏向面１３ｃに達し、その界面で全反射して斜め上方に進む光に偏向される。そのあと、外光Ｌ１１は立ち上げ面１３ｄに達するが、立ち上げ面１３ｄは上記したようにθ２の角度を有しているので、ここでは全反射することなく透過し、接着層１４、保護層１５、及びハードコート層１６を透過して室内側に入射する。このとき、外光Ｌ１１は斜め上方に偏向されているので、光は天井や室内側空間の奥に照射される。
なお、θ１の角度によっては水平方向や水平方向より下方に向けて偏向させることができる。この場合でも少なくとも入射光の角度より上方に偏向して室内側に光を採り入れることが可能である。
このように採光シート１０によれば、斜め上方から入射された光を入射した角度より上方に偏向して室内に光を採り入れることができる。これにより例えば床面や空間の下部に直射日光が照射されることが好ましくない場合に、光量を落とさず空間の上部に光を採り入れることが可能となる。
【００５０】
一方、室内側から室外を見たとき、観察者の視線は光Ｌ１２による。すなわち、基材層１１に対して平行な面である単位プリズム１３の第二面１３ｂ及び第一面１３ａを介して室外を観察することができる。この部分では界面における大きな屈折がないので、室外側の景色を鮮明に見ることが可能である。
【００５１】
以上のように、採光シート１０によれば、外光を適切に偏向しつつ、室内側から外の景色を比較的鮮明に見ることが可能である。また、凹凸を有する単位プリズム１３が基材層１１及び保護層１５により挟まれているので耐久性も向上させることができる。
【００５２】
一方、単位プリズム１３の第一面１３ａ及び第二面１３ｂにより偏向層１２の各単位プリズム１３が基材層１１、保護層１５で強く保持されているので、生産安定性に優れ、及び製品においても取り扱いの容易、形状の安定性にも優れたものであるといえる。すなわち、ロールアップ採光スクリーンとして巻回、展開が繰り返されても形状を長い時間維持することができる。
【００５３】
図４は第二実施形態にかかる採光シート２０を説明する図であり、採光シート１０の図３に相当する図である。採光シート２０は、上記した採光シート１０の偏向層１２に代えて偏向層２２が適用されている点で採光シート１０と異なる。他の構成部材については採光シート１０の説明が妥当するのでここでは説明を省略する。
【００５４】
偏向層２２は、図４に表れているように、複数の単位プリズム２３が配列されている。各単位プリズム２３は、基材層１１の面のうち室内側となる面に設けられ、基材層１１から凸となるように突出して形成されている。本実施形態では単位プリズム１３は鉛直方向断面において台形断面を有しており、当該断面を維持して紙面奥／手前方向（すなわち水平方向）に延びるように形成され、該延びる方向とは異なる方向に配列されている。
【００５５】
単位プリズム２３は、台形断面において、下底を形成する第一面２３ａ、上底を形成する第二面２３ｂ、第一面２３ａと第二面２３ｂとを結ぶ面のうち下方に設けられる脚を形成する偏向面２３ｃ、及び上方に設けられる脚を形成する立ち上げ面２３ｄを備えている。
【００５６】
本実施形態では第一面２３ａが室外側に面しており、第二面２３ｂが室内側に面している。第一面２３ａと第二面２３ｂとは略平行に形成されている。また、第一面２３ａ、第二面２３ｂはその面が基材層１１の面に平行であることが好ましい。
【００５７】
本実施形態では偏向面２３ｃは外光を屈折させて室内側に透過させる面であり、基材層１１の面の法線となす角がθ３である。θ３の大きさは、外光を屈折させて所望の偏向をさせることができれば特に限定されることはないが、外光が日光であり、斜め上方から入射してくることを鑑みるとθ３は５．７°以上５１．１°以下であることが好ましく、θ３は２９．３°であることがさらに好ましい。これもθ１で説明した考え方に基づき、適切な屈折が可能である範囲を求めたものである。θ３が角度が５．７度より小さいと屈折させることができなくなり、角度が５１．１度より大きいと下向きに屈折してしまい、逆効果となる虞がある。
【００５８】
立ち上げ面２３ｄは、偏向面２３ｃを形成することにより生じる面である。本実施形態で、立ち上げ面２３ｄは、偏向面２３ｃで屈折した外光が達する機会は少ないので、立ち上げ面２３ｄが基材層１１の面の法線となす角をθ４は特に限定されることはない。ただし、金型を製造する際の切削性、金型により単位プリズムを成型する際の成型性、及び金型離型性が悪く、製造上不具合が生じる可能性がある観点から、θ４は０度以下、好ましくは０度である。
【００５９】
単位プリズム２３のピッチ等は上記した単位プリズム１３と同様である。
【００６０】
ここで単位プリズム２３を構成する材料及び隣合う単位プリズム２３間の態様は、上記した偏向層１２と同様である。
【００６１】
また、偏向面２３ｃ、立ち上げ面２３ｄは微小な凹凸が形成された、いわゆるマット面としてもよい。これによれば光の拡散を伴って室内側に光を採り入れることができる。
【００６２】
次に採光シート２０によりロールアップ採光スクリーンを形成し、採光シート２０を展開して建物の窓の室内側正面に配置した場面における主要な光路について説明する。図４に模式的な光路例を示した。なお当該光路例は概念的に示したものであり、屈折、反射の程度等を厳密に表したものではない。
【００６３】
日光が想定される斜め上方から窓を透過して採光シート２０に照射された外光Ｌ２１は、基材層１１を透過して偏向層２２の単位プリズム２３に入射する。単位プリズム２３に入射した外光Ｌ２１は偏向面２３ｃに達し、その界面で屈折して屈折前よりも上方に進む光に偏向される。そのあと、接着層１４、保護層１５、及びハードコート層１６を透過して室内側に入射する。このとき、外光Ｌ２１は入射光より上方に偏向されているので、光は室内側空間の奥に照射される。
【００６４】
このように採光シート２０によれば、斜め上方から入射された光を入射した角度より上方に偏向して室内に光を採り入れることができる。これにより例えば床面や空間の下部に直射日光が照射されることが好ましくない場合に、光量を落とさず空間の奥にまで光を採り入れることが可能となる。
【００６５】
一方、室内側から室外を見たとき、観察者の視線は光Ｌ２２による。すなわち、基材層１１に対して平行な面である単位プリズム２３の第二面２３ｂ及び第一面２３ａを介して室外を観察することができる。この部分では界面における大きな屈折がないので、室外側の景色を鮮明にみることが可能である。
【００６６】
以上のように、採光シート２０によれば、外光を適切に偏向しつつ、室内側から外の景色を比較的鮮明に見ることが可能である。また、凹凸を有する単位プリズム２３が基材層１１及び保護層１５により挟まれているので耐久性も向上させることができる。
【００６７】
一方、単位プリズム２３の第一面２３ａ及び第二面２３ｂにより偏向層２２の各単位プリズム２３が基材層１１、保護層１５で強く保持されているので、生産安定性に優れ、及び製品においても取り扱いの容易、形態の安定性にも優れたものであるといえる。すなわち、ロールアップ採光スクリーンとして巻回、展開が繰り返されても形状を長い時間維持することができる。
【００６８】
図５は第三実施形態にかかる採光シート３０を説明するための図であり、採光シート１０の図２に相当する図である。従って図５は採光シート３０の層構成を模式的に表した図である。図６には、図５の一部で、偏向層３２の単位プリズム３３に注目して拡大した図を示した。
【００６９】
採光シート３０は、保護層１５、接着層１４、偏向層３２、基材層１１、及びハードコート層１６を備えている。以下に各層について説明する。
【００７０】
保護層自体の機能及び構成は上記した採光シート１０の保護層１５と同様である。
【００７１】
保護層１５の面のうち室内側となる面には面には接着層１４が配置される。当該接着層１４は採光シート１０に備えられた接着層１４と同様である。
【００７２】
偏向層３２は、日光等の室外側からの光である外光を偏向して室内側に透過させる機能を有する層である。偏向層３２は、図５、図６に表れているように、複数の単位プリズム３３が配列されている。
【００７３】
各単位プリズム３３は、接着層１４の面のうち保護層１５とは反対側に設けられている。本実施形態では単位プリズム３３は鉛直方向断面において台形断面を有しており、当該断面を維持して紙面奥／手前方向（すなわち水平方向）に延びるように形成され、該延びる方向とは異なる方向に配列されている。
【００７４】
単位プリズム３３は、台形断面において、下底を形成する第一面３３ａ、上底を形成する第二面３３ｂ、第一面３３ａと第二面３３ｂとを結ぶ面のうち下方に設けられる脚を形成する偏向面３３ｃ、及び上方に設けられる脚を形成する立ち上げ面３３ｄを備えている。
【００７５】
本実施形態では第一面３３ａが室内側に面しており、第二面３３ｂが室外側に面している。第一面３３ａと第二面３３ｂとは略平行に形成されている。第一面３３ａ、第二面３３ｂはその面が基材層１１の面に平行であることが好ましい。
【００７６】
本実施形態では偏向面３３ｃは外光を全反射させて室内側に透過させる面であり、基材層１１の面の法線となす角がθ５である。θ５の大きさは、外光を全反射させて所望の偏向をさせることができれば特に限定されることはないが、外光が日光であり、斜め上方から入射してくることを鑑みるとθ５は−８７．５°以上−３６．５°以下であることが好ましく、θ５は−４９．５°であることがさらに好ましい。当該範囲も上記θ１と同様の考え方により偏向面３３ｃにて全反射する条件から得たものである。
【００７７】
立ち上げ面３３ｄは、偏向面３３ｃを形成することにより生じる面である。ただし、立ち上げ面３３ｄは、単位プリズム３３に入射する外光が立ち上げ面３３ｄで反射しないように傾斜して形成されていることが好ましい。具体的には立ち上げ面３３ｄが基材層１１の面の法線となす角をθ６とする。θ６の大きさは、２．５°以上６６．５°以下であることが好ましく、３５°であることがさらに好ましい。当該範囲も上記θ１と同様の考えにより立ち上げ面３３ｄにて全反射することなく単位プリズム３３に光が入射する条件から得たものである。
【００７８】
単位プリズム３３のピッチ等は単位プリズム１３と同様である。
【００７９】
そして単位プリズム３３のうち、第二面３３ｂが接着層１４に接着されている。
【００８０】
単位プリズム３３を構成する材料等、その他の構成については上記した採光シート１０の単位プリズム１３と同様である。
【００８１】
また、偏向面３３ｃ、立ち上げ面３３ｄは微小な凹凸が形成された、いわゆるマット面としてもよい。これによれば光の拡散を伴って室内側に光を採り入れることができる。
【００８２】
基材層１１は偏向層３２の第一面３３ａに接するように配置される層であり、採光シート１０で説明した基材層１１と同様である。
【００８３】
ハードコート層１６は、基材層１１の面のうち偏向層３２が配置されていない側の面に積層される。ハードコート層１６自体の構成は採光シート１０で説明したものと同様である。
【００８４】
以上説明した採光シート３０は例えば次のように製造することができる。
【００８５】
偏向層３２は金型ロールを用いる方法により形成することができる。すなわち、円筒状であるロールの外周面に偏向層３２の単位プリズム３３を転写可能な凹凸が設けられた金型ロールを準備する。そして金型ロールとこれに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層１１となる基材を挿入する。このとき基材の一方の面にはハードコート層１６が予め形成されていることが好ましい。そして、基材のうちハードコート層１６が配置されていない側の面と金型ロールとの間に偏向層３２を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された凹凸の凹部内に偏向層３２を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの凹凸の表面形状に沿ったものとなる。ここで、偏向層３２を構成する組成物は、採光シート１０の製造方法で説明したものと同様である。
【００８６】
金型ロールと基材との間に挟まれ、ここに充填された偏向層を構成する組成物に対し、基材側から光照射装置により光を照射する。これにより、偏向層を構成する組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材層及び成形された偏向層を離型する。
【００８７】
一方、保護層１５の一方の面に接着層１４を配置した積層体を準備し、接着層１４を偏向層３２の第二面３３ｂに被せるように積層する。
ここで接着層１４が紫外線硬化樹脂、光硬化性樹脂からなる場合には、積層後に紫外線又は光を照射して硬化させればよい。
以上により採光シート３０が形成される。
【００８８】
次に採光シート３０によりロールアップ採光スクリーンを形成し、採光シート３０を展開して建物の窓の室内側正面に配置した場面における主要な光路について説明する。図６に模式的な光路例を示した。なお当該光路例は概念的に示したものであり、屈折、反射の程度等を厳密に表したものではない。
【００８９】
日光が想定される斜め上方から窓を透過して採光シート３０に照射された外光Ｌ３１は、保護層１５、及び接着層１４を透過して偏向層３２の単位プリズム３３に入射する。外光Ｌ３１は単位プリズム３３に入射するに際し、立ち上げ面３３ｄに達するが、立ち上げ面３３ｄは上記したようにθ６の角度を有しているので、ここでは全反射することなく単位プリズム３３内に入射する。単位プリズム３３に入射した外光Ｌ３１は偏向面３３ｃに達し、その界面で全反射して斜め上方に進む光に偏向される。そのあと、基材層１１、及びハードコート層１６を透過して室内側に入射する。このとき、外光Ｌ３１は斜め上方に偏向されているので、光は天井や室内側空間の奥に照射される。
なお、θ５の角度によっては水平方向や水平方向より下方に向けて偏向させることができる。この場合でも少なくとも入射光の角度より上方に偏向して室内側に光を採り入れることが可能である。
このように採光シート３０によれば、斜め上方から入射された光を入射した角度より上方に偏向して室内に光を採り入れることができる。これにより例えば床面や空間の下部に直射日光が照射されることが好ましくない場合に、光量を落とさず空間の上部に光を採り入れることが可能となる。
【００９０】
一方、室内側から室外を見たとき、観察者の視線は光Ｌ３２による。すなわち、基材層１１に対して平行な面である単位プリズム３３の第二面３３ｂ及び第一面３３ａを介して室外を観察することができる。この部分では界面における大きな屈折がないので、室外側の景色を鮮明にみることが可能である。
【００９１】
以上のような採光シート３０によっても上記効果を奏するものとなる。
【００９２】
図７は第四実施形態にかかる採光シート４０を説明する図であり、該採光シート３０の図６に相当する図である。採光シート４０は、上記した採光シート３０の偏向層３２に代えて偏向層４２が適用されている点で採光シート３０と異なる。他の構成部材については採光シート３０の説明が妥当するのでここでは説明を省略する。
【００９３】
偏向層４２は、図７に表れているように、複数の単位プリズム４３が配列されている。各単位プリズム４３は、基材層１１の面のうちハードコート層１６とは反対側に設けられ、基材層１１から凸となるように突出して形成されている。本実施形態では単位プリズム４３は鉛直方向断面において台形断面を有しており、当該断面を維持して紙面奥／手前方向（すなわち水平方向）に延びるように形成され、該延びる方向とは異なる方向に配列されている。
【００９４】
単位プリズム４３は、台形断面において、下底を形成する第一面４３ａ、上底を形成する第二面４３ｂ、第一面４３ａと第二面４３ｂとを結ぶ面のうち下方に設けられる脚を形成する偏向面４３ｃ、及び上方に設けられる脚を形成する立ち上げ面４３ｄを備えている。
【００９５】
本実施形態では第一面４３ａが室外側に面しており、第二面４３ｂが室内側に面している。第一面４３ａと第二面４３ｂとは略平行に形成されている。また、第一面４３ａ、第二面４３ｂはその面が基材層１１の面に平行であることが好ましい。
【００９６】
本実施形態では偏向面４３ｃは外光を屈折させて室内側に透過させる面であり、基材層１１の面の法線となす角がθ７である。θ７の大きさは、外光を屈折させて所望の偏向をさせることができれば特に限定されることはないが、外光が日光であり、斜め上方から入射してくることを鑑みるとθ７は−８７．５°以上−２３．５°以下であることが好ましく、θ７は−５５°であることがさらに好ましい。これもθ１で説明した考え方に基づき、偏向面４３ｃで適切な屈折が可能である範囲を求めたものである。
【００９７】
立ち上げ面４３ｄは、偏向面４３ｃを形成することにより生じる面である。本実施形態で、立ち上げ面４３ｄは、偏向面４３ｃで屈折した外光が達する機会は少ないので、立ち上げ面４３ｄが基材層１１の面の法線となす角θ８は特に限定されることはない。ただし、金型を製造する際の切削性、金型により単位プリズムを成型する際の成型性、及び金型離型性が悪く、製造上不具合が生じる可能性がある観点から、θ８は０度以上、好ましくは０度である。
【００９８】
単位プリズム４３のピッチ等は単位プリズム１３と同様である。
【００９９】
ここで単位プリズム４３を構成する材料及び隣合う単位プリズム４３間の態様は、上記した偏向層３２と同様である。
【０１００】
次に採光シート４０によりロールアップ採光スクリーンを形成し、採光シート４０を展開して建物の窓の室内側正面に配置した場面における主要な光路について説明する。図７に模式的な光路例を示した。なお当該光路例は概念的に示したものであり、屈折、反射の程度等を厳密に表したものではない。
【０１０１】
日光が想定される斜め上方から窓を透過して採光シート４０に照射された外光Ｌ４１は、保護層１５及び接着層１４を透過して偏向層４２の単位プリズム４３に入射する。その際、外光Ｌ４１は偏向面４３ｃに達し、その界面で屈折して屈折前よりも上方に進む光へと偏向される。そのあと、基材層１１、及びハードコート層１６を透過して室内側に入射する。このとき、外光Ｌ４１は入射光より上方に偏向されているので、光は室内側空間の奥に照射される。
【０１０２】
このように採光シート４０によれば、斜め上方から入射された光を入射した角度より上方に偏向して室内に光を採り入れることができる。これにより例えば床面や空間の下部に直射日光が照射されることが好ましくない場合に、光量を落とさず空間の奥にまで光を採り入れることが可能となる。
【０１０３】
一方、室内側から室外を見たとき、観察者の視線は光Ｌ４２による。すなわち、基材層１１に対して平行な面である単位プリズム４３の第二面４３ｂ及び第一面４３ａを介して室外を観察することができる。この部分では界面における大きな屈折がないので、室外側の景色を鮮明にみることが可能である。
【０１０４】
以上のような採光シート４０によっても上記した効果を奏するものとなる。
【符号の説明】
【０１０５】
１  ロールアップ採光スクリーン
１０、２０、３０、４０  採光シート
１１  基材層
１２、２２、３２、４２  偏向層
１３、２３、３３、４３  単位プリズム
１４  接着層
１５  保護層
１６  ハードコート層
【図１】
0005974509.tif 000002
【図２】
0005974509.tif 000003
【図３】
0005974509.tif 000004
【図４】
0005974509.tif 000005
【図５】
0005974509.tif 000006
【図６】
0005974509.tif 000007
【図７】
0005974509.tif 000008