(57)【要約】【課題】自然光に近い色の光を室内に送り込むことができる光ダクト及びこれを用いた光ダクトシステムを提供すること。【解決手段】本発明の光ダクト１０は、太陽光２０を室内へ搬送するための光ダクトであって、気泡の平均気泡径が１２μｍ以下のポリエステル樹脂発泡体シートを１１用いて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を室内へ導入するための光ダクトであって、
気泡の平均気泡径が１２μｍ以下のポリエステル樹脂発泡体シートを用いて構成されたことを特徴とする光ダクト。
【請求項２】
前記光ダクトは、屈曲可能なフレキシブルダクトであることを特徴とする請求項１に記載の光ダクト。
【請求項３】
前記フレキシブルダクトは、１以上の節目を有することを特徴とする請求項２に記載の光ダクト。
【請求項４】
前記光ダクトは、平均気泡径が１０μｍ以下の微細発泡プラスチックからなるポリエステル樹脂発泡体シートで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光ダクト。
【請求項５】
前記ポリエステル樹脂発泡体シートの前記光ダクトの内面側に、紫外線吸収性の塗剤が塗布されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光ダクト。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光ダクトを備えた光ダクトシステム。
【請求項７】
前記光ダクトは、太陽光を取り込む採光部と、ダクト内を搬送された光を室内へ放出する放光部とを備え、前記採光部及び前記放光部の少なくとも一方は、その向きが可動式に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の光ダクトシステム。
【請求項８】
前記採光部及び放光部の少なくとも一方は、その向きが人力による可動式に構成されていることを特徴とする請求項７に記載の光ダクトシステム。
【請求項９】
前記採光部に、太陽追尾集光機構が接続されていることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光ダクトシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光をダクトを介して室内に取り込み、照明光源として利用するための光ダクト、及び、光ダクトを備えた光ダクトシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の観点から、省エネルギー及び二酸化炭素の排出削減に対する認識が高まっている。このような要望に応えるための手段の１つとして、太陽光をダクトを介して室内に取り込み、照明光源として利用する光ダクト装置が提案されている（例えば、特許文献１）。光ダクト装置は、エネルギーを電気等の他のエネルギーに変換せずにそのまま活用するため、エネルギー利用効率が高く、省エネルギー及び二酸化炭素の排出削減に貢献することができる。
【０００３】
光ダクトとしては、一般に、ダクト内面（反射面）がアルミニウム等の金属で構成されたものが知られている。しかしながら、金属の反射板は、赤色光を吸収しやすいため、赤色領域での反射率が他色領域と比較して相対的に低く、且つ、反射率も低い。したがって、ダクト内で反射を繰り返して室内に取り込まれた光は、元の色と異なり青暗くなってしまい、太陽光（自然光）の色再現性にやや劣る結果となる。
【特許文献１】特開２０００−１４９６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、自然光に近い色の光を室内に送り込むことができる光ダクト及びこれを用いた光ダクトシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、太陽光を室内へ搬送するための光ダクトであって、気泡の平均気泡径が１２μｍ以下のポリエステル樹脂発泡体シートを用いて構成されたことを特徴とする光ダクトである。
【０００６】
ここで、「平均気泡径が１２μｍ以下の発泡体」とは、発泡体の断面観察から大多数の気泡の平均的な直径が１２μｍ以下であるような発泡体を指す。
また、本発明の光ダクトは、その断面形状として、矩形、円形、楕円形、三角形等を採用することができ、特に限定されない。
【０００７】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る光ダクトにおいて、前記光ダクトは、屈曲可能なフレキシブルダクトであることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の態様は、前記第２の態様に係る光ダクトにおいて、前記フレキシブルダクトは、１以上の節目を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第４の態様は、前記第１から第３のいずれかの態様に係る光ダクトにおいて、前記光ダクトは、平均気泡径が１０μｍ以下の微細発泡プラスチックからなるポリエステル樹脂発泡体シートで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第５の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様に係る光ダクトにおいて、前記ポリエステル樹脂発泡体シートの前記光ダクトの内面側に、紫外線吸収性の塗剤が塗布されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第６の態様は、前記第１から第５のいずれかの態様に係る光ダクトを備えた光ダクトシステムである。
【００１２】
本発明の第７の態様は、前記第６の態様に係る光ダクトシステムにおいて、前記光ダクトは、太陽光を取り込む採光部と、ダクト内を搬送された光を室内へ放出する放光部とを備え、前記採光部及び前記放光部の少なくとも一方は、その向きが可動式に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第８の態様は、前記第７の態様に係る光ダクトシステムにおいて、前記採光部及び前記放光部の少なくとも一方は、その向きが人力による可動式に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第９の態様は、前記第７又は８の態様に係る光ダクトシステムにおいて、前記採光部に、太陽追尾集光機構が接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光ダクトを、気泡の平均泡径が１２μｍ以下のポリエステル樹脂発泡体シートを用いて構成することで、波長４００ｎｍの青色光から波長７００ｎｍの赤色光までほぼ均等に反射することでき、自然光に近い色の光を室内に送り込むことが可能となる。また、ポリエステル樹脂発泡体シートは、可撓性に優れるので、光ダクトを屈曲可能なフレキシブルダクトとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜光ダクト＞
以下に、本発明の光ダクトの実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る光ダクト１０を示す斜視図である。光ダクト１０は、気泡の平均径が１２μｍ以下であるポリエステル樹脂発泡体シート１１からなる、断面が略円形の筒状ダクトである。光ダクトは、図１に示す断面が円形のダクトに限定されず、光の搬送路を形成可能な筒状であればどのような形状であってもよい。例えば、ポリエステル樹脂発泡体シート１１を断面が矩形、楕円形、三角形等になるように筒状に成形された構成のダクトであってもよい。
【００１７】
本明細書及び請求の範囲において使用する「平均気泡径が１２μｍ以下の発泡体」とは、含まれる気泡の殆どが気泡径１２μｍ以下である発泡体である。図２は、本発明にかかるポリエステル樹脂発泡シート１１の一部断面を拡大して模式的に示している。図中、Ｔはシートの厚さを示す。
【００１８】
樹脂発泡体シート１１は、内部に微細な独立気泡１２を多数有するポリエステル樹脂発泡体である。本発明の樹脂発泡体シート１１の平均気泡径は、１２μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以下である。平均気泡径が１２μｍを超えると、可視光領域の光の反射率が十分でなくなる。
このように気泡が細かく発泡倍率の高い樹脂発泡体シートを用いることにより、波長４００ｎｍの青色光から波長７００ｎｍの赤色光までほぼ均等に反射することが可能となる。
【００１９】
図３及び図４に、本発明の平均気泡径１２μｍ以下の樹脂発泡体シートの全反射率及び拡散反射率をそれぞれ示す。図３及び図４には、比較例として、金属鏡面反射板の光学特性を併せて示す。なお、ここで図示する反射率は、光波長５５０ｎｍにおける硫酸バリウムとの相対値として示している。図３および図４に特性を示した樹脂発泡体シートは、その表面に紫外線吸収性の塗剤を塗布したもので、４００ｎｍ以下の紫外線レベルでの反射率を低下させたものである。
グラフ中、「α」は本発明の光ダクトに使用する樹脂発泡体シートの反射率であり、「β」は、金属鏡面反射板の反射率である。
【００２０】
図３に示すように、金属鏡面反射板βは、最大でも全反射率９０パーセント以下である。これに対して、本発明の樹脂発泡体シートαは、波長４００ｎｍの青色光から波長７００ｎｍの赤色光まで、全反射率がほぼ１００％に近い。図４に示す拡散反射率についても、樹脂発泡シートαは、９７％程度の拡散反射率であるが、金属鏡面反射板βは、５％程度である。
【００２１】
このように、本発明のポリエステル樹脂発泡体シートは、波長４００ｎｍの青色領域から波長７００ｎｍの赤色領域において反射率、拡散反射率ともに９５％以上の反射率を備えている。したがって、本発明のポリエステル樹脂発泡体シートを用いて光ダクトを構成することにより、自然光の色再現性に優れた光を室内に送り込むことができる。
【００２２】
ポリエステル樹脂発泡体シートに用いるポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）等が挙げられる。
ポリエステル樹脂発泡体シート（ポリエステル樹脂発泡体シート）の厚さは、特に制限はされるものではないが、好ましくは、０．５〜５．０ｍｍである。あまりに薄い場合は光ダクトの剛性が低下するので望ましくない。一方、５．０ｍｍより厚くしても、重量増加等のため望ましくない。
【００２３】
また、ポリエステル樹脂発泡体シートは、従来の光ダクトに用いられるアルミニウム等の金属材と異なり可撓性に優れる。そのため光ダクトを屈曲可能なフレキシブルダクトとすることができる。これにより、従来の金属製ダクトに比べて、家屋等へ付設する際の容易性やレイアウトの自由度を高めることができる。屈曲性をより向上させるためには、例えば、図５に示すように、ダクト中に１以上の節目１３を設けた構成を採用してもよい。節目は、例えばポリエステル樹脂発泡体シートの一部分に、線状に押し潰す加工を施して押し罫線を設けることで形成することができる。
【００２４】
図３及び図４で示したポリエステル樹脂発泡体シートは、紫外線反射率が低くなるように表面に紫外線吸収性の塗剤を塗布してあるが、紫外線吸収性の塗剤を塗布しないシートを用いることもできる。こうすることで、高い紫外線反射率が得られ、殺菌、防カビ等を目的として紫外線を積極的に利用することもできる。
紫外線吸収性の塗剤を塗布しないシートからなる光ダクトでは、自然光に含まれる紫外線をも室内に取り込むことができるので、例えば、浴室、洗面所、キッチン等における殺菌、防カビ等のため、これらの箇所に紫外線を含む光を照射することが可能となる。
【００２５】
次に本発明のポリエステル樹脂発泡体シートの製造方法について、簡単に説明する。
本発明のポリエステル樹脂発泡体シートの製造方法は、ポリエステル樹脂シートとセパレータとを重ねて巻くことによりロールを形成し、該ロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して樹脂シートに不活性ガスを含有させる工程（以下第１工程という）と、不活性ガスを含有させた樹脂シートを常圧下で加熱して発泡させる工程（以下、第２工程という）とを有する。
【００２６】
第１工程ではまず、樹脂シートとセパレータとを重ね合わせて巻くことによりロールを形成する。樹脂シートには、樹脂本来の特性を損なわない範囲で、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、抗酸化剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、顔料、染料、滑剤などの各種添加剤を配合してもよい。
【００２７】
次に、以上のようにして形成されたロールを圧力容器に入れ加圧不活性ガス雰囲気中に保持して樹脂シートに不活性ガスを含有させる。発泡剤として用いられる不活性ガスとしては、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどが挙げられる。これらのうち、樹脂シートでの含有量が多くなる二酸化炭素が好ましい。不活性ガスの浸透条件は、圧力が３０ｋｇ／ｃｍ２以上、好ましくは５０ｋｇ／ｃｍ２以上である。
【００２８】
第２工程においては、第１工程において不活性ガスが含有された樹脂シートを常圧下でその樹脂の軟化温度以上に加熱することにより発泡させる。第２工程における加熱手段としては、熱風循環式発泡炉、オイルバス、溶融塩バスなどが挙げられる。より具体的には、例えば圧力容器から取り出したロールを樹脂シートとセパレータとを分離させながら、樹脂シートだけを熱風循環式発泡炉中を通過させる方法が用いられる。その後、炉からでた発泡シートを直ちに成形ロールで平らに成形し、さらに、これを冷却する。
【００２９】
以上のように、ポリエステル樹脂シートに加圧下で不活性ガスを含有させ、そのシートに掛かっている圧力を開放してガスを過飽和状態にした後、ガラス転移点以上に加熱することにより気泡を成長させ、その後冷却することにより気泡を固定することにより、所望の樹脂発泡体シートを得ることができる。
【００３０】
＜光ダクトシステム＞
次に、本発明の光ダクトを備えた光ダクトシステムについて説明する。本発明の光ダクトシステムは、図６に示すように、垂直部１０ａと水平部１０ｂとを有する光ダクト１０を介して、太陽光（自然光）２０を室内へ導く。光ダクト１０は、ガラス等が嵌め込まれた採光部１４と、ダクト内を搬送された光を室内へ放出する放光部１５とを有している。放光部１５も、必要に応じてガラス等が嵌め込まれていてもよい。
採光部１４から取り込まれた太陽光２０は、光ダクト１０内を反射を繰り返して搬送され、放光部１５から室内へ放出される。この光ダクトシステムによれば、自然光に近い色の光を室内に送り込むことが可能となる。
【００３１】
また、本発明の光ダクト１０は、それ自身が可撓性を有するので、採光部１４及び放光部１５の向きを可動式に構成することができる。例えば、図６の光ダクトシステムにおいて、採光部１４が屋根から突出するよう、あるいは、放光部１５が室内へ延在するよう、光ダクト１０を配置すれば、採光部１４及び放光部１５を、例えば人力によって、それぞれ所望の方向へ向けることができる。
【００３２】
図７は、本発明の光ダクトによって室内の殺菌、防カビを行うことが可能な光ダクトシステムを示す概略構成図である。図示の例では、浴室内の浴槽３０の殺菌、防カビを行う場合を示している。光ダクト１０’は、断面が矩形であり、用いたポリエステル樹脂発泡体シートには紫外線吸収性の塗剤を塗布していない。
この光ダクトシステムでは、光ダクト１０’を浴室内にまで延在させ、且つ、放光部１５の向きを人力によって変動自在な構成としている。光ダクト１０’は、それ自身が可撓性を有し、屈曲性の高いフレキシブルダクトであるので、人力によって放光部１５の向きを変動させることができ、紫外線を照射したい場所へ放光部を容易に向けることができる。これにより、浴室内の浴槽の殺菌、防カビを効果的に行うことができる。
【００３３】
本発明の光ダクトを備えた光ダクトシステムには、太陽光を最大限に取り込むために、太陽追尾集光機構を設けてもよい。
図８に、光ダクトシステムに太陽追尾集光機構４０を設けた場合の概略構成図を示す。太陽追尾集光機構４０は、パラボラ型集光部４１と、太陽の軌跡が予め入力された制御部（不図示）、及び光センサ（不図示）等を有しており、光ダクト１０の採光部１４に接続されている。このような太陽追尾集光機構４０を設けることで、移動する太陽を追尾して効率よく太陽光を取り込むことができる。特に、本発明の光ダクト１０は、ダクト自身の可撓性によって、集光部の動きに追随して屈曲することができるので、別途、複雑な屈曲機構を設ける必要がなく、光ダクトシステムの構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る光ダクトの斜視図である。
【図２】本発明にかかる光ダクトを構成するポリエステル樹脂発泡体の内部構造を模式的に示す一部断面図である。
【図３】ポリエステル樹脂発泡体シートの全反射特性を示すグラフである。
【図４】ポリエステル樹脂発泡体シートの拡散反射特性を示すグラフである。
【図５】本発明の光ダクトの変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の光ダクトシステムの一例を示す概略構成図。
【図７】本発明の光ダクトシステムの他の例を示す概略構成図。
【図８】本発明の光ダクトシステムのさらに他の例を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００３５】
１０：光ダクト
１１：ポリエステル樹脂発泡体シート
１２：気泡
１３：節目
１４：採光部
１５：放光部
２０：太陽光（自然光）
３０：浴槽
４０：太陽追尾集光機構
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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