(57)【要約】【課題】断熱性に優れ、かつ、人間にとって快適な角度依存性のない拡散光を室内に到達させることができる採光断熱材を提供する。【解決手段】複数の基材フィルムが、厚さが１００μｍ〜３ｍｍのガス層を挟んで各々対向した構造を有する採光断熱材であって、前記基材フィルムのうち、少なくとも１枚が光拡散性を有するフィルムである採光断熱材。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基材フィルムが、厚さが１００μｍ〜３ｍｍのガス層を挟んで各々対向した構造を有する採光断熱材であって、前記基材フィルムのうち、少なくとも１枚が光拡散性を有するフィルムであることを特徴とする採光断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性に優れ、かつ、人間にとって快適な角度依存性のない拡散光を室内に到達させることができる採光断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の建築物では、省エネルギーの観点から、外界との高い断熱効果を達成し冷暖房の効率を極限にまで高める試みがなされている。また、冷暖房の効率を高めるためには各部屋ごとに独立した冷暖房を行う必要がある。このような目的のために断熱性の高い壁材等が種々提案されている。
建築物の住環境等を考える場合に、採光は極めて重要である。現在の建築物においては、採光部にはガラス窓を設置するのが一般的であるが、壁材等に比べて高い断熱効果を発揮させるのは難しかった。「省エネルギー技術戦略報告書」（平成１４年６月１２日、経済産業省）によれば、全消費エネルギーの４５％が窓等の開口部から損失しているといわれている。
【０００３】
断熱性の高いガラスとしては、いわゆるペアガラスが提案されている（例えば、特許文献１等）。ペアガラスは、２枚のガラス間に隙間を設け、ガラス間を真空としたり、アルゴン等の不活性ガスを吹き込んだりしたものであり、ガラス間の空間の存在により、高い断熱効果を発揮しようとするものである。しかしながら、ペアガラスは通常のガラスに比べて重くて嵩張るという問題があった。また、ガラス間に生じる結露を防止するため、特殊な乾燥剤が必要とされていた。また、コスト面でも数万〜十数万円／ｍ２かかり、通常の住宅へ応用するのは困難であった。更に、長期間使用する間に空気が侵入して真空状態が破れたり、ガス抜けが起こったりして、性能が低下してしまうことがあるという問題もあった。そこで、断熱性に優れ、透明性が高くかつ軽量である採光断熱材が求められていた。
【０００４】
一方、建築物の開口部材には、必要に応じて採光したり又は外部からの視線を遮ったりする視認制御機能が求められることがある。このような視認制御機能を有する開口部材としては、ブラインドやサッシ、カーテン等がある。しかしながら、ブラインドやサッシ、カーテンの場合、視認制御は状況に合わせて手動で行わなければならないという問題があった。
【０００５】
これに対して型板ガラスや擦りガラス等を用いた場合、入射した光を拡散させることができることから、特に手動による調整を行わなくともある程度は採光と外部からの視線の遮蔽とを両立させることができる。しかしながら、従来の型板ガラスや擦りガラス等では、拡散光の角度依存性があり、室内空間に一様に光を取り入れることができなかった。室内空間における照度分布に偏りがあると、人間にとっては、実際の明るさよりも暗く感じ、照明を必要とすることになる。この照度分布の偏りを小さくすると、不必要な照明エネルギーを削減することも可能となる。
【特許文献１】特開２００３−０２６４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記現状に鑑み、断熱性に優れ、かつ、人間にとって快適な角度依存性のない拡散光を室内に到達させることができる採光断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の基材フィルムが、厚さが１００μｍ〜３ｍｍのガス層を挟んで各々対向した構造を有する採光断熱材であって、前記基材フィルムのうち、少なくとも１枚が光拡散性を有するフィルムである採光断熱材である。
以下に本発明を詳述する。
【０００８】
本発明の採光断熱材は、複数の基材フィルムが、所定のガス層を挟んで各々対向した構造を有する。
本発明の採光断熱材は、２枚の基材フィルムの間にガス層が挟持された構成のもの（図１ａ）であってもよいが、後述する可視光線透過率を満たす限りにおいて、３以上の複数の基材フィルムの間にガス層が挟持された構成のものが好ましい（図１ｂ）。複数のガス層を有する本発明の採光断熱材は、高い断熱効果を発揮することができる。また、基材フィルム間の温度差が小さく、結露の発生が抑制されることから、従来開口部に使用するガラスや断熱材等の面材の端部処理で使用される枠材を取り付ける際に必要であった乾燥剤の量を減じることができ、使用しないですむ場合もある。
【０００９】
本発明の採光断熱材において、上記ガス層を構成するガスとしては特に限定されず、例えば、空気、二酸化炭素等が挙げられる。
また、上記ガスとして、芳香効果のあるガス、煙等を用いて着色したガス等を充填することができる。このようなガスを充填することによって、本発明の採光断熱材に諸機能を付与することができる。
【００１０】
上記ガス層には、意匠性を付与するための液体が挿入されてもよい。
上記液体としては特に限定されないが、例えば、色水等が好ましい。色水等を用いることによって、本発明の採光断熱材に意匠性を付与することができる。
なお、上記液体や空気以外のガスを上記ガス層に挿入する場合には、上記液体を挿入したガス層のシール封止を充分に行う必要がある。
【００１１】
上記ガス層に上記液体を挿入する場合は、上記液体が上記ガス層の全空間を充填するように挿入してもよく、上記ガス層の一部、例えば、上記ガス層における上記セルの一部のみに挿入することもできる。
【００１２】
上記ガス層には、意匠性を付与するための固体が挿入されてもよい。
上記固体としては特に限定されず、例えば、カラービーズ、人形、ぬいぐるみ、布・衣料類、紙製のモール、ドライフラワー、湿度調整剤を付与した生花等のデイスプレイに使用される材料、絵、書等の居住空間のインテリア性を向上させる材料、ライト、ランプ等の発光体等が挙げられる。
【００１３】
上記ガス層に上記固体を挿入する場合は、上記固体が上記ガス層の全空間を充填するように挿入してもよく、上記ガス層の一部、例えば、上記ガス層における上記セルの一部のみに挿入することもできる。上記固体を上記ガス層に挿入する場合は、ワイヤー、ピアノ線、ガラスファイバー等を用いる方法又は貼付する方法によって上記固体の一部を固定してもよい。
【００１４】
上記ガス層には、上記液体と固体とを組み合わせて挿入してもよく、上記ガス層において上記液体に上記固体を浮遊させたり、上記液体に上記固体を沈めたりしてもよい。
【００１５】
上記ガス層に上記液体又は固体を挿入する場合、上記基材フィルムは、自重に耐えることができる強度を有するものであることが好ましい。
【００１６】
本発明者らは、鋭意検討の結果、ガス層の厚さを特定の範囲としたときに、特に高い断熱効果を発揮できることを見出した。熱貫流率はガス層の厚さ、総厚み、層の数に関係する。ガス層の厚さが０で層の数が１のときには基材フィルム自身の熱貫流率に等しく、ガス層が充分に厚くなるとガス自身の熱貫通率（理論値）に近くなるので、総厚みの増加にともなって熱貫流率は小さく、即ち断熱性は高くなる。更に、一定の総厚みの下では、対流を生じない程度のガス層間隔であれば、総厚み中に占めるガス層の総厚みが一定以上の場合には、層数が増すごとにステファン・ボルツマンの法則に基づいた輻射熱低減の効果により、熱貫流率は極小値を示すことが判った。即ち、本発明の採光断熱材において、個々のガス層の厚さの下限を１００μｍ、上限を３ｍｍで、かつ、層数を３〜２０層とした場合に特に高い断熱効果が得られることが判った。より好ましい下限は２００μｍ、より好ましい上限は２ｍｍ、かつ、層数が４〜１０層である。
【００１７】
上記ガス層は、周辺部を封止してもよい。このような構造を有すれば、内部結露を防止可能である。上記ガス層は、他のガス層と上記基材フィルムを介して通じていてもよく、ガスがガス層間を移動することができる構造を有するものであってもよい。即ち、不織布等や、５ｍｍφ程度の穴あきフィルム等でも基材として使用可能である。
【００１８】
上記ガス層は、複数のセルに分割されていることが好ましい。ガス層が複数のセルに分割されることにより、本発明の採光断熱材全体の強度を高めることができる。本発明では樹脂スペーサが、このセル分割の役割を果たしている。
ガス層の各セルの大きさの好ましい下限は４ｃｍ２、好ましい上限は１８００ｃｍ２である。４ｃｍ２未満であると、得られる採光断熱材の可視光線透過率が劣ったり、断熱性が低下することがあり、１８００ｃｍ２を超えると得られる採光断熱材の強度が劣ることがある。好ましい下限は２５ｃｍ２であり、好ましい上限は６００ｃｍ２である。
【００１９】
本発明の採光断熱材において、上記基材フィルムのうち、少なくとも１枚が光拡散性を有するフィルムである。このような光拡散性を有するフィルムを基材フィルムとして用いることにより、本発明の採光断熱材は入射光の角度にかかわらず充分な拡散光を室内に到達させることができる。
【００２０】
通常のフィルムにおける透過光は、入射光の角度に依存し、入射光と同じ角度で最も強度が大きくなり、入射光角度から角度が離れた位置においては、ほとんど透過光が存在しないものである。本明細書において光拡散性を有するフィルムとは、入射光の角度に依存せず、入射光角度からある一定以上の角度が離れた位置においても、ある程度の透過光が得られるものを意味する。
【００２１】
上記光拡散性を有するフィルムとしては、具体的には例えば、微粒子を樹脂中に分散させたフィルム、光を拡散する樹脂をコーテイングしたフィルム、フィルム表面上をエンボスロール等で荒らしたフィルム等が挙げられる。
【００２２】
上記基材フィルムのうち、１枚のみが上記光拡散性を有するフィルムであってもよいが、後述する可視光線透過率を満たす限りにおいて２枚以上が上記光拡散性を有するフィルムであってもよく、基材フィルムの全てが上記光拡散性を有するフィルムであってもよい。
基材の２枚以上を拡散フィルムとすることで、拡散光に奥行きが発現するため、同じ拡散フィルム１枚を使用するよりも、室内の照度分布における偏りの小さい、透過光の角度依存性のない状態を実現できる。
【００２３】
本発明の採光断熱材が上記光拡散性を有するフィルム以外の基材フィルムを用いている場合、該基材フィルムとしては、透明性に優れるものであれば特に限定されないが、例えば、樹脂フィルムが好ましい。
上記樹脂フィルムとしては、透明性に優れるものであれば特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、アクリル、塩化ビニル、ポリビニルアルコール、トリ酢酸セルロース等からなるものが挙げられる。
なかでも、自消性であって建築材として適合性がよいことから、ポリカーボネート、塩化ビニルが好適である。また、樹脂フィルムの耐傷性を向上させる目的で、ハードコートを施した樹脂フィルムを用いることが好ましい。このようなハードコートとしては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂からなるものが挙げられる。このようなハードコートを施した樹脂フィルムとしては、例えば、ポリカーボネートフィルム等の表面にアクリル樹脂層が形成された２層構造を有する樹脂フィルムを好適に使用することができる。更に、他の基材フィルムへ樹脂フィルムを積層する場合には、例えば、ポリブチレンテレフタレートを好適に使用することができる。
【００２４】
本発明の採光断熱材において、上記基材フィルムは全て同じものであってもよいし、各々異なっていてもよい。図２に、各基材フィルムが異なる場合における、本発明の採光断熱材の一例の断面を示す模式図を示した。
図２に示した採光断熱材は、２枚のポリカーボネートフィルム（１ａ’、１ｆ’）、ポリエチレンテレフタレートフィルム（１ｃ’、１ｄ‘）、光拡散性を有するフィルムとしてツジデン社製「１２４Ｚ」（１ｂ’、１ｅ‘）、の合計６枚の基材フィルムを、各々の基材フィルム間にガス層２を挟んでポリカーボネートフィルムが最外層となるように積層した構造を有する。光拡散性を有するフィルムは、入射光の角度にかかわらず充分な拡散光を室内に到達させる役割を有する。また、ポリカーボネートフィルムは、強度と耐候性とに優れることから、これ最外層とすることにより防犯性や耐候性を発揮させることができる。更に、ポリエチレンテレフタレートフィルムは、機械的強度に優れる。
【００２５】
本発明の採光断熱材は、更に、上記基材フィルムとして意匠性付与を目的とする意匠性フィルム、視認性調整を目的とする光学調整フィルム等、諸機能付与を目的とするフィルムを有してもよい。
【００２６】
本発明の採光断熱材が上記意匠性フィルムを有する場合には、意匠性付与の観点から、これと組み合わせて、上記ガス層にライト、ランプ等の発光体を挿入することが効果的である。
上記発光体を上記ガス層内に挿入した場合、配線が存在する場合には、適宜必要部を切り欠き、その部分をシールすることが必要である。
上記発光体は、上記ガス層内に挿入してもよいが、上記発光体を室内に配置し、室内側から室外を照射しても同様の意匠性付与効果が得られる。
【００２７】
本発明の採光断熱材は、上記意匠性フィルムを複数枚有してもよい。上記意匠性フィルムを複数枚有することによって、グラデーション等の視覚的効果を生み出すことができ、奥行きを持たせ、立体的な視覚効果を生み出すことが可能となる。
【００２８】
本発明の採光断熱材は、目的に応じて、上記基材フィルムに、宣伝用のロゴや部分貼りのシール等を貼付してもよい。
【００２９】
上記基材フィルムの厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は１０μｍ、好ましい上限は３００μｍである。１０μｍ未満であると、得られる採光断熱材の強度が劣ることがあり、３００μｍを超えると、同じ断熱効果を得るのに必要以上に採光断熱材が厚くなることがある。より好ましい下限は２０μｍ、より好ましい上限は２５０μｍである。本発明の採光断熱材において、表面のみの強度が必要とされる場合は、表面層にのみ厚い基材フィルムを使用してもよい。
【００３０】
本発明の採光断熱材は、基材フィルム間にスペーサを有することが好ましい。該スペーサは、上記ガス層の維持（基材フィルム間隔の維持）、ガス層の周辺部の封止、ガス層の分割等に用いられるものである。
【００３１】
上記スペーサとしては特に限定されないが、採光断熱材の可視光線透過率を確保するために透明であることが好ましく、また、採光断熱材の断熱性能を阻害しないために断熱性が高いものであることが好ましい。このようなスペーサとしては特に限定されないが、例えば、中空体（発泡体を含む）、ＦＲＰ、自己粘着性を有するアクリル樹脂等が好適である。
【００３２】
上記スペーサの形状としては特に限定されず、粒子状、線状等であってもよい。また、上記スペーサの形状により、得られる採光断熱材に意匠性を付与してもよい。なお、上記ガス層が複数ある場合には、各々のガス層を規定するスペーサは同一の形状であってもよいし、異なった形状であってもよい。例えば、隣接するガス層を規定するスペーサが直交するようにして、全体としてスペーサが格子状となっていてもよい。
【００３３】
本発明の採光断熱材は、可視光線透過率の下限が２０％である。２０％未満であると、充分な採光を得ることができない。好ましい下限は３０％、より好ましい下限は４０％である。
【００３４】
本発明の採光断熱材は、単独で、又は、通常のガラスと併用して建築物の採光部に設置することにより高い断熱性能を発揮することができるとともに、入射光の角度にかかわらず充分な拡散光を室内に到達させることができる。
本発明の採光断熱材の設置態様としては特に限定されないが、例えば、通常のガラスによる出窓状の採光部において、該ガラスの内側に該ガラスから離して設置することが考えられる。本発明の採光断熱材を着脱可能なように設置することにより、季節や目的に合わせて本発明の採光断熱材を用いることができる。また、本発明の採光断熱材を、開閉可能な形としてもよい。
本発明の採光断熱材は、また、例えばビニールハウス等の農業用フィルムとしても好適である。
【００３５】
本発明の採光断熱材を製造する方法としては特に限定されないが、例えば、図３に記載した態様の製造装置を用いる方法が挙げられる。
図３に記載した製造装置９は、ロール状に巻き取った基材フィルムのロールから基材フィルムを送り出す基材フィルム送り出し部１０、ロール状に巻き取ったロールからスペーサを送り出すスペーサ送り出し部１１、基材フィルムとスペーサとを積層する貼り合せ部１２とからなる。また、図３に記載した製造装置は、更に、スペーサ送り出し部１１から送り出したスペーサの両面にホットメルト接着剤を塗布する接着剤加工部１３を有する。
【００３６】
図３に記載した製造装置を用いて本発明の採光断熱材を製造する方法では、まず、スペーサ送り出し部１１からスペーサを送り出す。送り出されたスペーサは、接着剤加工部１３において両面にホットメルト接着剤が塗布される。次いで、スペーサの送り出しに合わせて、基材フィルムを送り出し部１０から基材フィルムを送り出す。基材フィルムとスペーサとは、貼り合わせ部１２において積層され、加熱されて接着される。
【００３７】
本発明の採光断熱材は、また、基材フィルム上に、発泡剤を含有する硬化性樹脂組成物（例えば、エポキシ系等熱硬化型硬化性樹脂組成物やウレタン系等反応型硬化性樹脂組成物等）や熱可塑性樹脂組成物を塗工した後、発泡剤を発泡させる方法によっても製造することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、断熱性に優れ、かつ、人間にとって快適な角度依存性のない拡散光を室内に到達させることができる採光断熱材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】
【００３９】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【００４０】
（実施例１）
外径１．８ｍｍのアクリル樹脂製のスペーサを５０ｍｍ間隔となるようフィルム上に塗工した。幅１０００ｍｍの、厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム２枚と、幅１０００ｍｍの光拡散フィルム２枚と、表面に厚さ３００μｍポリカーボネートフィルム２枚を基材フィルムとして使用し、積層を行った。ここで光拡散フィルムとしては、ツジデン社製「１２４Ｚ」を用いた。積層は、中心にポリエチレンテレフタレートフィルム２枚を設置し、その両側に光拡散フィルムを１枚ずつ貼り合わせ、更に最表面に１枚ずつポリカーボネートフィルムを設置した構成とした。
得られた積層体から、幅４５０ｍｍ×高さ１５００ｍｍの採光断熱材を切り出した。採光断熱材の総厚さは約１０ｍｍであった。
図４は得られた採光断熱材の正面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図である。
【００４１】
（比較例１）
基材フィルムを全てポリエチレンテレフタレートフィルムとした以外は、実施例１と同様の方法により、採光断熱材を作製した。得られた採光断熱材の総厚さは約１０ｍｍであった。
【００４２】
（比較例２）
４ｍｍ厚型板ガラス（日本板硝子社製）を準備した。
【００４３】
（評価）
実施例１及び比較例１で得られた採光断熱材、比較例２の板ガラスについて、以下の評価を行った。結果を表１に示した。
【００４４】
（１）熱貫流率
発泡ポリスチレンからなり、幅３００×高さ１２００ｍｍの開口部を有する簡易断熱箱を作製し、開口部と対峙する箱内部の面に、面状ヒーターを設置した。開口部に開口面積と同じサイズを有する得られた採光断熱材又は採光断熱板をセットし、簡易断熱箱を２０℃に設定した恒温室に設置した。箱内温度を箱外温度よりも２０℃高くなるように、面状ヒーターの加熱を行い、採光断熱材表面に５０×５０ｍｍサイズの熱流板（英弘精機社製）を設置し、通過した熱量を、定常状態で測定した。箱内の空気温度と箱外の空気温度との差、及び、通過した熱量から、熱貫流率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）を算出した。
【００４５】
（２）可視光線透過率
Ｕ−４１００型分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に準拠した方法により、可視光線透過率（％）を測定した。
【００４６】
（３）透過光の角度依存性
３次元変角分光測色計ＧＣＭＳ−１４型（村上色彩技術研究所社製）を用いて、フィルム面に対して垂直な入射光に対して、透過光を入射光方向から４５度から−４５度傾けた範囲で測定した。角度依存性の目安として、下記式に従って透過光の角度依存率を計算し、得られた角度依存率が０．０１％以上のものを○、０．０１％未満のものを×として評価した。
透過光の角度依存率（％）
＝（入射方向から＋２０度方向における透過率／入射方向での透過率）×１００
【００４７】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明によれば、断熱性に優れ、かつ、人間にとって快適な角度依存性のない拡散光を室内に到達させることができる採光断熱材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の採光断熱材の断面を示す模式図である。
【図２】各樹脂フィルムが異なる場合における、本発明の採光断熱材の一例の断面を示す模式図である。
【図３】本発明の採光断熱材を製造する製造装置を示す模式図である。
【図４】実施例１で製造した採光断熱材の正面を示す模式図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ  樹脂フィルム
１ａ’  ポリカーボネートフィルム
１ｂ  樹脂フィルム
１ｂ’光拡散性を有するフィルム
１ｃ  樹脂フィルム
１ｃ’  ポリエチレンテレフタレートフィルム
１ｄ’  ポリエチレンテレフタレートフィルム
１ｅ’  光拡散性を有するフィルム
１ｆ’  ポリカーボネートフィルム
２  ガス層
３  封止部
４  シール材
７  スペーサ
９  製造装置
１０  樹脂フィルム送り出し部
１１  スペーサ送り出し部
１２  貼り合せ部
１３  接着剤加工部
１４  アクリル樹脂からなるスペーサ
１５  ポリエチレンテレフタレートフィルム
１６  光拡散フィルム
１７  ポリカーボネートフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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