(57)【要約】【課題】光学特性や見た目に悪影響を与えずに製造可能な光制御シートを提供する。【解決手段】基材層６と、基材層の上に配置される光制御層７と、を備える光制御シート１における光制御層は、基材層とは反対側の表面に沿って離隔して形成される複数の溝を有するベース部３と、ベース部とは異なる屈折率を持ち複数の溝内に配置される複数のルーバー部４と、を有し、光制御層における基材層とは反対側のベース部の表面は、シート面に非平行である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層と、
前記基材層の上に配置される光制御層と、を備える光制御シートであって、
前記光制御層は、前記基材層とは反対側の表面に沿って離隔して形成される複数の溝を有するベース部と、前記ベース部とは異なる屈折率を持ち前記複数の溝内に配置される複数のルーバー部と、を有し、
前記光制御層における前記基材層とは反対側の前記ベース部の表面は、シート面に非平行である光制御シート。
【請求項２】
隣接する２つの前記溝に連なる前記ベース部の表面上の前記基材層からの距離は、連続的または段階的に変化する請求項１に記載の光制御シート。
【請求項３】
隣接する２つの前記溝に連なる前記ベース部の表面上の前記基材層からの最短距離と最長距離との差分は５μｍ以下である請求項１または２に記載の光制御シート。
【請求項４】
前記ルーバー部は、対応する前記溝に充填された前記ベース部よりも低屈折率の材料を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の光制御シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射された光を制御する光制御シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
屋内の照明の照明強度を弱めて二酸化炭素の排出量の削減と消費電力の低減を図る一環として、窓に入射された外光を屋内の天井方向に偏向させて採光効率を向上させる光制御シートが提案されている。例えば、特許文献１には、透過部と遮光部を交互に並べた構造の光制御シートを例えば窓ガラスに貼り付けて、太陽光の入射角度の違いにより、夏季は屋内への太陽光の取り込みを減少させ、冬季は太陽光の取り込みを増加させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５９４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光制御シート内に透過部と遮光部を形成する場合、例えば金型に樹脂を流し込んで成形する賦形処理を行うのが一般的である。賦形処理で形成した遮光部用の溝に所定の材料を充填して遮光部を形成する際、充填用の材料が溝の周囲に付着してしまうため、ドクターブレードにて掻き出す処理が必要となる。
【０００５】
このとき、図５に示すように、遮光部２０が形成される溝２１の周囲の透過部２２の表面が傾斜していると、ドクターブレード２３が表面に面接触しなくなるため、溝２１の周囲に充填材料が残存してしまい、光制御シート２４の光学特性に悪影響を与えることがありうる。
【０００６】
また、溝２１の周囲の充填材料を掻き出すために、ドクターブレード２３を透過部２２の表面に強く押しつけると、遮光部２０の表面が窪んでしまう。窪みがある状態で、接着層を介して窓等に貼り付けると、窪みに接着材が溜まってしまい、筋として視認されるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学特性や見た目に悪影響を与えずに製造可能な光制御シートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、基材層と、
前記基材層の上に配置される光制御層と、を備える光制御シートであって、
前記光制御層は、前記基材層とは反対側の表面に沿って離隔して形成される複数の溝を有するベース部と、前記ベース部とは異なる屈折率を持ち前記複数の溝内に配置される複数のルーバー部と、を有し、
前記光制御層における前記基材層とは反対側の前記ベース部の表面は、シート面に非平行である光制御シートが提供される。
【０００９】
隣接する２つの前記溝に連なる前記ベース部の表面上の前記基材層からの距離は、連続的または段階的に変化していてもよい。
【００１０】
隣接する２つの前記溝に連なる前記ベース部の表面上の前記基材層からの最短距離と最長距離との差分は５μｍ以下であってもよい。
【００１１】
前記ルーバー部は、対応する前記溝に充填された前記ベース部よりも低屈折率の材料を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学特性や見た目に悪影響を与えずに製造可能な光制御シートを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態による光制御シート１の断面構造を示す図。
【図２】ベース部３を含む中間部材１０の断面図。
【図３】ベース部３の溝２の周囲を拡大した図。
【図４】ベース部３の表面７ａにドクターブレード１１を当接させた状態を示す模式図。
【図５】ドクターブレードとベース部の表面の間に大きな隙間がある例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物から変更し誇張してある。
【００１５】
なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００１６】
また、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。
【００１７】
さらに、本明細書において、「シート面（フィルム面、板面、パネル面）」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。以下に説明する実施形態においては、後述する基材層と光制御層はいずれも平行であるか、若干傾斜して配置される場合もあるが、本明細書では各層を総称してシート面と呼ぶこともある。また、本明細書において、シート状（フィルム状、板状、パネル状）の部材に対して用いる「法線方向」とは、当該部材のシート面への法線方向のことを指す。
【００１８】
図１は一実施形態による光制御シート１の断面構造を示す図である。図１の光制御シート１は、基材層６の上に配置される光制御層７と、光制御層７の上に配置される接着層８と、基材層６の下に配置される保護フィルム９とを備えている。図１の光制御シート１は、接着層８を介して窓等の採光具５に積層することが可能である。あるいは、本実施形態による光制御シート１は、窓等の採光具５の内部に一体的に形成してもよい。
【００１９】
接着層８を露出したままにすると、意図せぬものに光制御シート１が接着してしまうため、光制御シート１を窓等の採光具５に接着する前は、接着層８の上に不図示の剥離フィルムをつけることが多い。剥離フィルムは、光制御シート１を採光具５に接着する前に剥離される。また、保護フィルム９は、光制御シート１を採光具５に接着した後に剥離される。以下では、剥離フィルムと保護フィルム９のそれぞれを「層」または「シート」と呼ぶこともある。
【００２０】
図１の光制御層７は、基材層６とは反対側の表面（以下、光入射面とも呼ぶ）７ａに沿って離隔して配置される複数の溝２を有するベース部３と、ベース部３とは異なる屈折率を持ち複数の溝２内に配置される複数のルーバー部４とを有する。ルーバー部４には、ベース部３とは異なる屈折率の充填材料、より具体的には、ベース部３よりも低屈折率の充填材料が充填される。
【００２１】
複数のルーバー部４のうち少なくとも一部のルーバー部４は、光入射面７ａに連なり互いに形状の異なる第１面４ａおよび第２面４ｂを有する。ルーバー部４は、少なくともベース部３との界面のうち第１面４ａにおいて、ベース部３とルーバー部４との屈折率差に基いて光の進行方向を変化させる。図１では、図示されたすべてのルーバー部４が形状の異なる第１面４ａおよび第２面４ｂを有する非対称構造の例を示しているが、少なくとも一部のルーバー部４については、光入射面７ａに連なる２つの面の形状が等しい対称構造であってもよい。
【００２２】
図１では、第１面４ａを傾斜面を含む折れ面構造にし、第２面４ｂを光入射面７ａの法線方向に延びる面としているが、第１面４ａと第２面４ｂの形状は図１に図示したものに限定されない。例えば、第１面４ａと第２面４ｂの少なくとも一方は、一様な傾斜面でもよいし、少なくとも一部が曲面になっていてもよい。ただし、図１の光制御シート１を採光シートとして用いる場合、太陽光等の外光を第１面４ａに入射させて、この入射光を第１面４ａで反射させて屋内の斜め上方に跳ね上げるのが望ましい。よって、第１面４ａは外光の跳ね上げ効果が最大になるような傾斜角度や形状に設定するのが望ましい。実際には、光制御シート１を貼合する採光具５の設置方向や設置高さや太陽光の入射範囲などに応じて、最適な第１面４ａの傾斜角度や形状は変わりうる。一方、第２面４ｂは、太陽光が直接入射される面ではないため、例えば第１面４ａよりも狭い面積で形成され、かつ第１面４ａへの太陽光の入射の妨げにならないような形状で形成される。
【００２３】
このように、本実施形態による光制御シート１を採光シートとして用いる場合は、各ルーバー部４の第１面４ａに太陽光が入射されるため、光制御シート１を貼合した窓等の採光具５や、光制御シート１を予め内部に組み込んだ合わせガラス等の採光具５を設置する際には、各ルーバー部４の第１面４ａを第２面４ｂより上方に配置する必要がある。なお、上記では第１面４ａを第２面４ｂよりも上方にし、入射光を屋内の斜め上方に跳ね上げることを意図する場合について説明を行ったが、これに限るものではない。つまり、第１面４ａを第２面４ｂよりも下方にし、入射光を第１面４ａで反射させて屋内の斜め下方に跳ね下げてもよい。このように第１面４ａと第２面４ｂとを用いて、入射光を第１面４ａにより所望の方向へ偏向することが可能である。
【００２４】
（光制御シート１の製法）
次に、本実施形態に係る光制御シート１の構成材料および製造工程について説明する。ベース部３の材料としては、例えば、光硬化性プレポリマーと、反応性希釈モノマーと、金型離型剤と、光重合開始剤とを混合して均一化したものが用いられる。ベース部３の材料は、紫外線硬化性樹脂を用いる代わりに、熱硬化性樹脂または電子線硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いてもよい。
【００２５】
ベース部３に、図１に示すような溝２を形成するには、例えば不図示の金型ロールが用いられる。金型ロールの表面は、溝２の形状に合わせてバイトにより切削されて、各溝２の形状に対応する複数の凸部が形成される。
【００２６】
凸部が形成された金型ロールと同じく不図示のニップロールの間にベース部３の組成物を充填して両ロールにて加圧し、例えば高圧水銀灯により紫外線を照射してベース部３の組成物を硬化させて、ベース部３が形成される。その後、不図示の剥離ローラにより、金型ローラからベース部３を離型し、ベース部３を含む中間部材を作製する。次に、ベース部３の溝２の内部に、ベース部３よりも低屈折率の充填材料を充填して、ルーバー部４を形成する。
【００２７】
図２はベース部３を含む中間部材１０の断面図、図３はベース部３の溝２の周囲を拡大した図である。図２に示すように、本実施形態では、光制御層７における基材層６とは反対側のベース部３の表面７ａを、シート面１ａに非平行にしている。ここで、シート面１ａとは、正確には完成品としての光制御シート１の表面であるが、基材層６の表面と同義である。よって、本実施形態では、基材層６とは反対側のベース部３の表面を基材層６の表面とは非平行している。
【００２８】
非平行にすることにより、ベース部３を含む中間部材１０をロール状に巻き取る際に、ベース部３の表面７ａが基材層６の裏面側に接触する接触面積が減り、巻き取った状態から展開する際にベース部３の形状が変形したり、破れたりする等の不具合が生じなくなる。なお、ベース部３を含む中間部材１０をロール状に巻き取るのは製造上の事情であり、例えば、中間部材１０を作製した場所とは異なる場所で、ベース部３の溝２に充填材料を充填する場合、中間部材１０をロール状に巻き取ったロール部材を搬送する必要があるためである。
【００２９】
図３では、基材層６とは反対側のベース部３の表面７ａが、シート面１ａからシート面１ａの法線方向に向かって５μｍ以下に傾斜している例を示している。この表面７ａを傾斜させることで、上述したように、ベース部３をロール状に巻き取る際の接触面積をより減らすことができる。
【００３０】
また、５μｍ以下としたのは、５μｍより大きいと、中間部材１０を作製した後の製造工程にて、溝２に充填材料を充填する際に、溝２からあふれた充填材料をドクターブレードにて適切に掻き出せなくなり、充填材料が溝２の周囲に残存したままになるためである。
【００３１】
図４はベース部３の表面７ａにドクターブレード１１を当接させた状態を示す模式図である。ベース部３の表面７ａがシート面１ａからシート面１ａの法線方向に向かって５μｍより大きく傾斜していると、図５に示すようにドクターブレード１１（２３）とベース部３（２２）の表面７ａとの間の隙間が広くなり、この隙間に付着した充填材料は掻き出せなくなる。ベース部３の溝２の周囲に充填材料が残存したままであると、本来は光が透過すべき場所で、光が反射または屈折することになり、光制御シート１の光学特性が変化してしまう。これにより、想定した通りの採光性能が得られなくなる等の不具合が生じるおそれがある。
【００３２】
これに対して、本実施形態のように、ベース部３の表面７ａがシート面１ａからシート面１ａの法線方向に向かって５μｍ以下に傾斜している場合には、図４に示すように、溝２の周囲に充填材料が残存するおそれが起きにくくなり、光制御シート１の光学特性の変動を抑制できる。
【００３３】
このように、基材層６とは反対側のベース部３の表面７ａをシート面１ａからシート面１ａの法線方向に向かって５μｍ以下に傾斜させることで、溝２の周囲に付着した充填材料を、光制御シート１の光学特性に悪影響を与えない程度にドクターブレード１１で掻き出すことができる。
【００３４】
基材層６とは反対側のベース部３の表面７ａをシート面１ａからシート面１ａの法線方向に向かって５μｍ以下に傾斜させるには、例えば、この傾斜角度に合わせて、金型ロールの凸部の頂面を傾斜させればよい。また、ベース部３を含む中間部材１０を形成した際に、製造バラツキ等により、基材層６とは反対側のベース部３の表面７ａの傾斜が５μｍを超える場合もありうる。この場合、溝２に充填材料を充填する前に、ベース部３の表面７ａの傾斜を緩やかにするための研磨処理を行ってもよい。
【００３５】
基材層６とは反対側のベース部３の表面７ａに沿って並んだルーバー部４のピッチは例えば３０〜１２０μｍである。ここで、ピッチとは、隣接する２つのルーバー部４のうち、一方のルーバー部４の表面７ａ上の一端部から、他方のルーバー部４の表面７ａ上の一端部までの距離である。また、ルーバー部４の長さは例えば１００〜２００μｍである。ここで、ルーバー部４の長さとは、シート面１ａの法線方向におけるルーバー部４の長さであり、溝２の深さと同じである。
【００３６】
上述したように、本実施形態では、隣接する２つの溝２に連なるベース部３の表面７ａ上の基材層６からの距離を連続的または段階的に変化させている。より具体的には、基材層６とは反対側のベース部３の表面７ａを、シート面１ａからシート面１ａの法線方向に向かって５μｍ以下に傾斜させている。これは、隣接する２つの溝２に連なるベース部３の表面７ａ上の基材層６からの最短距離と最長距離との差分が５μｍ以下であることを意味する。隣接する２つの溝２の間の距離が長ければ長いほど、上述した５μｍの制限を超える可能性が高くなるが、採光用の光制御シート１の場合、ルーバー部４のピッチは上述したように３０〜１２０μｍの範囲に収まるため、隣接する２つの溝２の間の距離が極端に長くなることはない。よって、上述したように５μｍ以下という制限を設けることに技術的な意義がある。
【００３７】
基材層６の材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリカーボネート（ＰＣ）等の透明のフィルムが用いられる。基材層６の厚みは５〜２００μｍ、好ましくは１０〜１５０μｍ、より好ましくは５０〜１００μｍである。基材層６の厚みが５μｍより薄いと、生産時にしわがよったりして生産性が悪く、逆に、基材層６の厚みが２００μｍよりも厚いとコストが高くなり、例えばベース部３を硬化させるときに基材層６越しに電離放射線を照射した場合に電離放射線のロスを生じるといった不具合が発生するおそれがある。
【００３８】
ベース部３の溝２に充填される充填物として、例えば、光硬化性プレポリマー等の紫外線硬化性樹脂と、反応性希釈モノマーと、光散乱材と、光重合開始剤とを混合して均一化したものが用いられる。紫外線硬化性樹脂の代わりに、熱硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂を用いてもよい。
【００３９】
上述したように、本実施形態では、ベース部３とルーバー部４とで屈折率に違いを持たせている。ルーバー部４に充填材料を充填する場合、ベース部３もルーバー部４も、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂および電子線硬化性樹脂などの硬化性樹脂を材料として形成されるが、硬化性樹脂の材料や、それに含有される添加剤の種類等を変えることで、ベース部３とルーバー部４に屈折率差を持たせることができる。
【００４０】
接着層８の組成物は、例えば、熱可塑性樹脂であるポリビニルアセタール樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレンアクリル共重合体樹脂、ポリウレタン樹脂及びポリビニルアルコール樹脂等から一種若しくは複数を、可塑剤、酸化防止剤及び紫外線遮蔽剤といった添加剤と共に混合し用いたり、アクリル系樹脂の粘着材と、架橋剤と、希釈剤とを混合して形成されたりする。この接着層８の組成物を、シート若しくはフィルム状にして光制御シート１と透明基材との間に配置し、圧をかけて空気を押し出した後、加熱することで光制御シート１と一体化させたり、液状であれば離型フィルムに塗布して乾燥させた後、光制御シート１に貼付させたりする。
【００４１】
このように、本実施形態では、光制御層７にける基材層６とは反対側のベース部３の表面７ａを、光制御シート１のシート面１ａに非平行にしたため、ベース部３を含む中間部材１０をロール状に巻き取ったときに、ベース部３の表面７ａがベース部３の裏面に広い接触面積で接触しなくなり、ベース部３を展開する際にベース部３が変形したり、破れる等の不具合が生じなくなる。
【００４２】
また、本実施形態では、隣接する２つの溝２に連なるベース部３の表面７ａを、シート面１ａからシート面１ａの法線方向に向かって５μｍ以下に傾斜させるため、ベース部３の溝２に充填材料を充填したときに、溝２の周囲の充填材料をドクターブレード１１で掻き出すことができる。よって、溝２の周囲に残存した充填材料によって光制御シート１の光学特性が変化するといった不具合が生じなくなる。
【００４３】
さらに、本実施形態によれば、ドクターブレード１１をベース部３に強く押しつけなくても溝２の周囲の充填材料を掻き出せるため、ルーバー部４の表面側に窪みができるおそれもなくなり、ベース部３の表面７ａを平坦にできる。よって、この表面７ａを接着面として窓等の採光具５に貼り付けたときに、筋が視認されるおそれもなくなる。
【００４４】
本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  光制御シート、２  溝、３  ベース部、４  ルーバー部、５  採光具、６  基材層、７  光制御層、８  接着層、９  保護フィルム、１０  中間部材、１１  ドクターブレード、２０  遮光部、２１  溝、２２  透過部、２３  ドクターブレード、２４  光制御シート
【図１】
2016051023.tif 000003
【図２】
2016051023.tif 000004
【図３】
2016051023.tif 000005
【図４】
2016051023.tif 000006
【図５】
2016051023.tif 000007