JP2006212820A - ガラス繊維シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い光拡散性を有すると同時に光透過性が向上されたガラス繊維シート、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 ガラス繊維シートは、経糸１２及び緯糸１４を織り合わせてなるガラス繊維織物１０と、ガラス繊維織物１０に沿って形成された樹脂被膜層２０と、樹脂被膜層２０の片面に形成されたビーズ層３０と、を有する。ガラス繊維織物１０と樹脂被膜層２０は光の屈折率がほぼ同じであり透明であるため、ガラス繊維シートの全光線透過率を高めている。また、ビーズ層は、ビーズを均一に混ぜ合わせた樹脂を固化して形成されているため、ガラス繊維シートのヘーズを増加させ、光拡散性を高めている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源からの光を透過・拡散させるガラス繊維シート、及びその製造方法に関する。

面照明装置や内照式看板などの照明装置においては、一般に、その発光面において輝度が充分に高いこと、及び輝度分布が発光面全体に充分に均一であることが求められる。そのような発光面としては、光源からの光を拡散させる光拡散シートが用いられる。光拡散シートとして、例えばアクリル樹脂シートなどの樹脂シートや、艶消しガラス板などが一般的に用いられている。樹脂シートを光拡散シートとした一例として、特許文献１には、ポリプロピレンフィルムの表面にビーズを分散した樹脂層を形成したものが記載されている。さらに、ガラス繊維織物を基布として用いたガラス繊維シートについても、このような光拡散シートへの利用がすすめられている。ガラス繊維シートを光拡散シートとした一例として、特許文献２には、ガラス繊維織物の一面にフッ素樹脂層を形成したものが記載されている。
特開平８−２２０３１０号公報 特開２００１−５５６４６号公報

近年、照明などの光を均一に拡散させる光拡散シートに対して、高強度化、難燃性、寸法安定性などの要求が増してきている。このような要求に対して、樹脂シートからなる光拡散シートでは高強度化することが困難であった。また、樹脂シートは可燃材であるため、防火上の問題から法規制によって樹脂シートを天井面に用いることができない。また、樹脂シートは、使用状態によって変形してしまう特質があるため寸法安定性が悪い、といった問題もある。また、艶消しガラス板からなる光拡散シートでは、地震などにより落下した場合に割れて飛散するため危険である、といった問題もある。

これらに対して、ガラス繊維シートによる光拡散シートは、高い光拡散性を有すると同時に、ガラス繊維織物を基布としているため高強度化、難燃性、寸法安定性を実現することができた。しかしながら、従来のガラス繊維シートでは、照明装置において必要とされる照明性能が充分に得られていない、という問題がある。すなわち、ガラス繊維シートの光拡散性を高くして照明の均一性を確保すると、ガラス繊維シートの光透過性が低くなってしまう、という問題があった。例えば、特許文献２に示されたガラス繊維シートでは、平行光線透過率を５％以下として高い光拡散性を実現しているが、光透過性を示す全光線透過率６０％は程度であった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、高い光拡散性を有すると同時に光透過性が向上されたガラス繊維シート、及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係るガラス繊維シートは、入射した光を透過・拡散させるガラス繊維シートであって、少なくとも１枚のガラス繊維織物と、ガラス繊維織物と屈折率の差が±０．０２以下である樹脂を、１０〜５００ｇ／ｍ^２の割合でガラス繊維織物に含浸、固化して形成された樹脂被膜層と、樹脂被膜層の少なくとも片面に、ビーズを分散させた樹脂で形成されたビーズ層と、を備え、全光線透過率が８０％以上で、ヘーズが８０％以上であることを特徴とする。

本発明に係るガラス繊維シートにおいては、ガラス繊維織物の屈折率と、樹脂層を構成する樹脂の屈折率の差が±０．０２以下であるため、ガラス繊維シートのうちガラス繊維織物と樹脂層で形成された部分は透明である。また、樹脂層の樹脂は１０ｇ／ｍ^２以上の割合で含浸、固化されるため、ガラス繊維織物の模様が浮き出てしまったり、樹脂の含浸不良により白化して見えるようなこともない。よって、ガラス繊維シートのガラス繊維織物と樹脂層で形成された部分は、入射した光を高い割合で透過させ、全光線透過率を８０％以上と高くするのに寄与している。なお、全光線透過率とは、ガラス繊維シートに入射した光のうち、ガラス繊維シートを透過した光の割合である。

また、樹脂層の少なくとも片面に形成されたビーズ層は、ビーズが分散された樹脂で形成されているため、入射した光はビーズにより高い割合で拡散され、ヘーズを８０％以上と高くすることに寄与している。なお、ヘーズとは、全光線透過率に対する拡散透過率の比である。即ち、ヘーズが高いほど、高い割合で光が拡散することを意味している。

さらに、本発明に係るガラス繊維シートにおいては、樹脂層の樹脂は５００ｇ／ｍ^２以下の割合で含浸、固化されているため、ガラス繊維シートのうち比較的に燃えやすい部分である樹脂の割合が低く抑えられており、ガラス繊維シートを難燃性に優れたものとしている。特に、樹脂層の樹脂を３００ｇ／ｍ^２以下とすれば、一般的な建築規格に適合するほど良好な不燃性を達成することができる。なお、優れた樹脂含浸性、不燃性、光透過性を得るために、ガラス繊維織物１００重量部に対して、ガラス繊維織物との屈折率の差が±０．０２以下の樹脂は、８０重量部から３００重量部であることが好ましい。

また、上述したガラス繊維シートにおいて、ガラス繊維織物に含浸される樹脂は、熱硬化性樹脂であることが好ましい。熱硬化性樹脂は、ほぼ常温にて粘度が小さく流動性が高い特質を有している。よって、ほぼ常温にて熱硬化性樹脂をガラス繊維織物に含浸することで、熱硬化性樹脂をガラス繊維織物の繊維の隅々まで行き渡らせることができ、良好に含浸を行うことができる。これによれば、常温雰囲気中で樹脂の含浸を行うことができるため、ガラス繊維シートの製造の容易化の観点から好ましい。

また、上述したガラス繊維シートにおいて、ガラス繊維織物の単位面積当たりの質量は、１０〜３００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。ガラス繊維織物の質量を１０ｇ／ｍ^２以上とすることで、ガラス繊維シートの強度を十分に高めることができる。また、ガラス繊維織物の質量を３００ｇ／ｍ^２以下とすることで、単位面積当たりのガラス繊維織物の割合を少なくして、ガラス繊維織物の隙間を増やし、樹脂の含浸性を高めることができる。

また、上述したガラス繊維シートにおいて、ビーズの直径が１〜３０μｍであり、ビーズの貼着量が０．５〜２０ｇ／ｍ^２であることが好ましい。ビーズ層中に分散するビーズは、光透過性・光拡散性をシート面において均一にするために、直径は１〜３０μｍ程度の微細なものとすることが好ましい。特に、ビーズの直径を３０μｍ以下として十分に小さくすることで、シート面において透過光・散乱光の不均一性が視認されることがない。また、このような微細なビーズの貼着量を０．５ｇ／ｍ^２以上とすることで、ビーズ層中のビーズの量を十分に増やして、高い光拡散性を得ることができる。また、ビーズの貼着量を２０ｇ／ｍ^２以下とすることで、ビーズ層中のビーズの量を増やし過ぎることなく、高い光透過性を確保している。

また、上述したガラス繊維シートを光拡散シートとして用い、ガラス繊維シートの少なくとも片面にビーズ層を形成し、ビーズ層側に光源を設けて照明装置を構成することが好ましい。高い輝度を望む場合には、樹脂被膜層の片面のみにビーズ層が設けられたガラス繊維シートが、光拡散シートとして好ましい。また、高い光拡散性を望む場合には、樹脂被膜層の両側にビーズ層を設けたガラス繊維シートが、光拡散シートとして好ましい。

なお、片面のみにビーズ層を設けたガラス繊維シートを光拡散シートとする照明装置では、光源をビーズ層側に設置し、光を照射することが好ましい。これにより、ビーズ層の反対側から光を照射する場合に比べ、全光線透過率を高めることができ、一層輝度を高めることができる。これは、ガラス繊維シートのビーズ層側の照射面には細かな凹凸が形成されているため、照射された光が入射しやすく、照射面において反射による光の損失が少なくなるためであると考えられる。

上述した目的を達成するために、本発明に係るガラス繊維シートの製造方法は、入射した光を透過・拡散させるガラス繊維シートの製造方法であって、少なくとも１枚のガラス繊維織物を用意し、ガラス繊維織物と屈折率の差が±０．０２以下である樹脂を、１０〜５００ｇ／ｍ^２の割合でガラス繊維織物に含浸し、ガラス繊維織物に含浸された樹脂を硬化させることで、ガラス繊維織物及び樹脂を含んでなる透明シートを形成し、透明シートの少なくとも片面に、ビーズを分散させた樹脂の層を形成することを特徴とする。本発明のガラス繊維シートの製造方法によれば、全光線透過率が高く、拡散性の良いガラス繊維シートを得ることができる。

また、上述したガラス繊維シートの製造方法において、ガラス繊維織物に含浸された樹脂を硬化させる際に、ガラス繊維織物の両面をフィルムで挟んだ状態とすることが好ましい。

なお、屈折率の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ ７１４２「プラスチックの屈折率測定方法」に従う。また、全光線透過率およびヘーズの測定方法は、ＪＩＳ Ｋ ７１０５「プラスチックの光学的特性試験方法」に従う。

本発明は、ガラス繊維シートにおいて、高い光拡散性を確保すると同時に、光透過性を向上することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るガラス繊維シート及びその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

[ガラス繊維シート]
図１には、一部が切り出されたガラス繊維シートが拡大して示されている。ガラス繊維シートの中心には、ガラス繊維織物１０が配置されており、ガラス繊維織物１０に沿って樹脂被膜層２０が形成されている。また、樹脂被膜層２０の片面には、ビーズを含んだ樹脂でなるビーズ層３０が形成されている。このようにガラス繊維シートを形成することにより、ガラス繊維シートのヘーズを８０％以上として高い光拡散性を維持すると共に、ガラス繊維シートの全光線透過率を８０％以上として高い光透過性を実現している。

上記のガラス繊維シートの用途としては、例えば、照明装置や内照式看板の光拡散シート、フラットパネルディスプレイのバックライトユニットに組み込まれた光拡散シート、後方から投影された映像を表示するための光透過型スクリーン、火災による煙を誘導するために建物の天井に延設された防煙壁などである。以下、ガラス繊維シートの各構成要素について詳しく説明する。

（ａ）ガラス繊維織物
ガラス繊維織物１０は、ガラス繊維シートの基布となる材料である。ガラス繊維織物１０の素材であるガラス繊維１２，１４としては、汎用の無アルカリガラス繊維、耐酸性の含アルカリガラス繊維、高強度・高弾性率ガラス繊維、耐アルカリ性ガラス繊維、等を使用することができる。ガラス繊維織物１０の素材であるガラス繊維１２，１４は、どのような屈折率のものを用いてもよい。例えば、屈折率が１．４〜１．７程度のものを用いればよい。無アルカリガラスを材質とするガラス繊維を用いた場合には、屈折率は１．５５〜１．５７程度となる。

ガラス繊維織物１０は、織布方法を平織りとして作成されており、ガラス繊維である経糸１２及び緯糸１４を互いに織り合わせることによって構成されている。但し、ガラス繊維織物１０の織布方法としては、平織りに限らず、綾織り、朱子織り、斜子織り、畦織りなど様々な織布方法を採用することができる。ここで、ガラス繊維１２，１４を構成するフィラメントの直径は、１〜２０μｍ程度とすればよい。また、ガラス繊維１２，１４の番手は、５〜７０ｔｅｘ程度とすればよい。なお、ガラス繊維の番手（ｔｅｘ）は、ガラス繊維１２，１４の１０００ｍ当たりのグラム数に相当する。

また、ガラス繊維織物１０の単位面積当たりの質量は、ガラス繊維シートの耐久性や、ガラス繊維織物１０への樹脂の含浸性を考慮して、１０〜３００ｇ／ｍ^２程度とすればよい。特に、ガラス繊維シートの耐久性や、ガラス繊維織物１０への樹脂の含浸性を向上するためには、ガラス繊維織物１０の質量を１０〜１５０ｇ／ｍ^２とすることが好ましい。ガラス繊維織物１０の質量を１０ｇ／ｍ^２以上とすることで、ガラス繊維シートの強度を十分に高めることができる。また、ガラス繊維織物１０の質量を１５０ｇ／ｍ^２以下とすることで、単位面積当たりのガラス繊維織物１０の割合を少なくして、ガラス繊維織物１０の隙間を十分に増やし、樹脂の含浸不良を防止することができる。なお、ガラス繊維織物１０の質量を１０〜１５０ｇ／ｍ^２とするために、厚めのガラス繊維織物１０を一枚用いてもよいし、薄めのガラス繊維織物１０を複数枚用いてもよい。含浸性を向上する観点からは、薄めのガラス繊維織物１０を複数枚用いることが好ましい。

また、ガラス繊維織物１０に対して開繊処理を施してもよい。開繊処理によって、ガラス繊維織物を構成しているガラス繊維１２，１４同士をばらけさせたり、ガラス繊維１２，１４の断面形状が扁平化されるなど、経糸１２、緯糸１４でなるガラス繊維がそれぞれ占める容積・面積範囲を増大または変形させることが可能である。開繊処理によって、ガラス繊維織物１０の厚さを薄くすることで、全光線透過率を高めることができる。同時に、開繊処理によって、各ガラス繊維１２，１４間の隙間部分の面積を減少させることで、ヘーズを増加させて光拡散性を高めることができる。また、開繊処理によって、樹脂の含浸に適した形状にガラス繊維１２，１４を変形させてもよい。

また、ガラス繊維シートを建材として用いる場合には、ガラス繊維織物１０の隣接する経糸１２及び緯糸１４の間の隙間を０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。ガラス繊維織物１０の経糸１２及び緯糸１４の隙間が狭ければ、火災時に炎がガラス繊維織物１０を通過しづらくなり、火災の進行を抑制することができる。

また、ガラス繊維シートの耐久性を向上させる目的で、ガラス繊維織物１０に予め表面処理を行って接着性物質を付着させてもよい。接着性物質としては、例えばガラス繊維処理剤として通常使用されているシランカップリング剤などを用いればよい。これにより、ガラス繊維織物１０と樹脂被膜層２０を良好に接合することができる。なお、接着性物質は各ガラス繊維１２，１４の表面に少量付着しているだけなので、ガラス繊維織物１０の光透過性や光拡散性にはほとんど影響しない。

（ｂ）樹脂被膜層
樹脂被膜層２０は、上記のガラス繊維織物１０に樹脂を含浸して固化することで、ガラス繊維織物１０に沿って形成された層である。ガラス繊維織物１０に樹脂が含浸される際に、樹脂はガラス繊維１２，１４の隙間に入り込み、さらにガラス繊維織物１０の両面を覆うので、樹脂被膜層２０はガラス繊維織物１０を被覆して形成される。

ここで、樹脂被膜層２０を形成する樹脂の材質としては、ガラス繊維織物１０と屈折率の差が±０．０２以下であるものであればよい。このように、ガラス繊維織物１０と樹脂の屈折率の差を±０．０２以下として十分に小さくすることにより、樹脂被膜層２０の中でガラス繊維織物１０を視認できなくなる。よって、ガラス繊維シートにおいて、ガラス繊維織物１０と樹脂被膜層２０で形成された部分を透明にして、ガラス繊維シートの全光線透過率を十分に高くすることができる。なお、図１では、説明の便宜上、ガラス繊維１２，１４を破線で示しているが、実際には視認することができない。

このような樹脂としては、例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などを使用することができる。特に、耐熱性、耐薬品性、機械的強度、硬化特性などを確保する観点からは、ビニルエステル樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂被膜層２０を形成する樹脂には、硬化する前に、難燃剤、紫外線吸収剤、充填剤、帯電防止剤などを添加してもよい。

また、ガラス繊維織物１０と樹脂被膜層２０とのアッベ数の差が３０以下となるように、樹脂被膜層２０を形成する樹脂の材質を選択してもよい。アッベ数の差を３０以下に抑えることで、ガラス繊維織物１０と樹脂被膜層２０の界面で、可視光領域の散乱を少なくして、当該界面における着色を抑えることができる。なお、アッベ数とは、透明体の色収差を評価するための数値であり、アッベ数Ｖ＝（ｎ_Ｄ−１）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ）で表される。ここで、ｎ_Ｄは、波長が589.2ｎｍの光に対する屈折率であり、ｎ_Ｆは、波長が486.1ｎｍの光に対する屈折率であり、ｎ_Ｃは、波長が656.3ｎｍの光に対する屈折率である。

なお、ガラス繊維織物１０に含浸される樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など様々なものを用いることができるが、特に、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。熱硬化性樹脂は、ほぼ常温（１０℃〜３０℃程度）にて粘度が小さく流動性が高い特性を有し、また、温度を高くするほど粘度が大きく流動性が低くなる特性を有する。よって、ほぼ常温にて熱硬化性樹脂をガラス繊維織物１０に含浸することで、低粘度の熱硬化性樹脂をガラス繊維１２，１４の隅々まで行き渡らせることができ、良好に含浸を行うことができる。これによれば、常温雰囲気中で樹脂の含浸を行うことができるため、ガラス繊維シートの製造を容易に行うことができる。

また、樹脂被膜層２０を形成する樹脂は、１０〜５００ｇ／ｍ^２の割合でガラス繊維織物１０に含浸される。樹脂層の樹脂を１０ｇ／ｍ^２以上とすることで、ガラス繊維織物１０の模様が浮き出てしまったり、含浸不良により樹脂が白化して見えることを防止することができる。また、樹脂層の樹脂を５００ｇ／ｍ^２以下とすることで、ガラス繊維シートのうち比較的に燃えやすい部分である樹脂の割合を低く抑えて、ガラス繊維シートを難燃性に優れたものとすることができる。なお、上記の樹脂の重量を、ガラス繊維織物１０に対する樹脂の重量比率として言い換えれば、（樹脂重量）／（ガラス繊維織物重量）は０．８〜３．０程度が適当であり、特に１．０〜２．０程度が好適である。

（ｃ）ビーズ層
ビーズ層３０は、多数の微細なビーズを未硬化の樹脂に混ぜ合わせて十分に分散させた後に、このビーズ入り樹脂を樹脂被膜層２０の表面に貼着し硬化して形成された層である。ビーズ層３０に分散された多数のビーズは、ガラス繊維シートに入射された光を高い割合で拡散して、ガラス繊維シートの光拡散性を高めるのに寄与している。即ち、ビーズ層３０に分散されたビーズにより、ガラス繊維シートに入射された光をあらゆる方向に散乱することができる。これにより、光拡散シートや光透過型スクリーンに必要な高い光拡散性を確保している。

また、ビーズを混ぜ合わせた樹脂は、スクリーン印刷、グラビア印刷などの方法で、樹脂被膜層２０の表面に貼着すればよい。このとき、ビーズ層３０は、単位面積あたりの質量を１〜４０ｇ／ｍ^２程度として、１〜５０μｍ程度の厚さで貼着すればよい。なお、ビーズ層３０は樹脂被膜層２０の片面だけでなく、樹脂被膜層２０の両面に形成してもよい。

また、樹脂に分散されるビーズの粒子径は、１〜３０μｍ程度の微細なものとすればよい。これにより、ガラス繊維シートの光透過性・光拡散性をシート面において均一にすることができる。特に、ビーズの直径を３０μｍ以下として十分に小さくすることにより、シート面において透過光・散乱光の不均一性が視認されることを防止できる。また、ビーズの単位面積あたりの貼着量は、上記のビーズ層３０のおよそ半分の０．５〜２０ｇ／ｍ^２程度とすればよい。ビーズの貼着量を０．５ｇ／ｍ^２以上とすることで、ビーズ層中のビーズの量を十分に増やして、高い光拡散性を得ることができる。また、ビーズの貼着量を２０ｇ／ｍ^２以下とすることで、ビーズ層中のビーズの量を増やし過ぎることなく、高い光透過性を確保することができる。

また、樹脂に分散されるビーズは、様々な形状のものを用いることができる。特に、ガラス繊維シートの防汚性を向上する観点からは、球状のビーズを用いることが好ましい。ビーズの表面が球状であることにより、ビーズの表面に汚れが付着しづらく、ガラス繊維シートの表面を清潔に保つことができる。また、ビーズは、様々な材質のものを用いることができる。無機物であれば、シリカ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、硫化バリウム、酸化亜鉛、タルク、マイカ、ガラス、酸化チタンなどである。また、有機物であれば、アクリル、エポキシ、アクリロニトリル、ポリエステル、ビニルエステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンなどである。

また、ビーズを混ぜ合わせる樹脂は、ガラス繊維シートの光透過性を過剰に低下させるものでなければ、様々な材質のものを用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂であれば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、フッ素系樹脂などである。熱硬化性樹脂であれば、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、アクリル、メラミン、シリコーンなどである。なお、ビーズが分散された樹脂には、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、安定剤、粘度調整剤、分散剤などを添加してもよい。

[ガラス繊維シートの製造方法]
次に、図２を参照して、上記のガラス繊維シートを製造するための製造方法について説明する。図２には、上記のガラス繊維シートを製造するための製造装置５０が概略的に示されている。

製造装置５０には、帯状のガラス繊維織物１０を芯材に巻き取って形成された織物ロール５２が配設されており、織物ロール５２からガラス繊維織物１０が引き出され、供給されている。また、面粗度の極めて小さな帯状のフィルム５５，５７を芯材に巻き取って形成された２つのフィルムロール５４，５６が配設されており、各フィルムロール５４，５６からフィルム５５，５７が引き出され、供給されている。供給されたガラス繊維織物１０及びフィルム５５，５７は、製造装置５０内の搬送路に沿って設けられた複数の送りローラ６１，６２，６３，６４の回転駆動によって、搬送路に沿って送られていく。

製造装置５０のほぼ中央に配置されたフィルムロール５４から引き出されたフィルム５５には、送りローラ６１の外周面に沿って屈曲した後に、未硬化の樹脂６５が塗布される。ここで、フィルム５５に塗布される樹脂６５の屈折率は、ガラス繊維１２，１４の屈折率との差が±０．０２以下である。さらに、フィルム５５の搬送路の下流側には、ドクターブレード６６が設けられている。フィルム５５は２つの送りローラ６１，６２により引っ張られた状態にあるため、緊張状態にあるフィルム５５からドクターブレード６６により余分な樹脂がかき取られ、フィルム５５に塗布された樹脂の厚さは所望の厚さに均一化される。なお、フィルム５５に塗布された樹脂６５がドクターブレード６６によりかき取られることにより、ドクターブレード６６の前には樹脂溜り６７が形成される。また、フィルム５５に塗布される未硬化の樹脂６５の粘度は、後の含浸工程を考慮して、０．０１〜１００Ｐａ・ｓ程度とすればよく、特に、０．１〜１０Ｐａ・ｓ程度であることが好ましい。また、既述のとおり、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。

次に、フィルム５５が二番目の送りローラ６２に達したところで、フィルム５５は、織物ロール５２から引き出されたガラス繊維織物１０と重ね合わされ、共に送られていく。ここで、フィルム５５及びガラス繊維織物１０は２つの送りローラ６２，６３の間で引っ張られた状態にあるため、フィルム５５及びガラス繊維織物１０は互いに押し付けられる。これにより、フィルム５５に塗布された樹脂６５は流動して、樹脂６５の一部がガラス繊維の経糸１２及び緯糸１４間を通過して、ガラス繊維織物１０の反対面まで移動する。このようにして、フィルム５５に塗布された樹脂６５がガラス繊維織物１０に十分に含浸される。なお、ガラス繊維織物１０と樹脂６５を良好に接合するために、樹脂を含浸する前にガラス繊維織物１０にシランカップリング剤で表面処理をしてもよい。

次に、ガラス繊維織物１０及びフィルム５５を重ね合わせて形成された積層帯１６が一対の対向する送りローラ６３，６４に達したところで、当該積層帯１６は、左端に配置されたフィルムロール５６から引き出されたフィルム５７と重ね合わされる。ここで、フィルム５７は、ガラス繊維織物１０の未だフィルム５７が重ねられていない面に重ね合わされる。これにより、ガラス繊維織物１０は２枚のフィルム５５，５７に挟まれる。ガラス繊維織物１０を２枚のフィルム５５，５７で挟んでなる積層帯１６が、一対の送りローラ６３，６４に引き込まれると、当該積層帯１６は一対の送りローラ６３，６４により両面を押圧される。これにより、ガラス繊維織物１０に余分に含浸された樹脂６５が、フィルム５５，５７間から押し出される。なお、一対の送りローラ６３，６４の離間距離が適度に調整されることで、ローラ通過後の樹脂６５の含浸量は程度に調節されている。即ち、樹脂６５は、ガラス繊維織物１０の上に１０〜５００ｇ／ｍ^２の割合となる厚さに調節されている。なお、一対の送りローラ６３，６４の押圧により押し出された樹脂６５は、一対の送りローラ６３，６４の前に樹脂溜り６８を形成する。

次に、ガラス繊維織物１０を２枚のフィルム５５，５７で挟んでなる積層帯１７は、さらに下流側に設けられた加熱装置７１に導かれ、加熱装置７１の内部を通過する。加熱装置７１において、積層帯１７は加熱され、ガラス繊維織物１０に含浸された樹脂６５は硬化する。なお、ガラス繊維織物１０に光硬化性樹脂を含浸させた場合には、加熱装置７１に代えて、積層帯１７に光を照射する装置を設ければよい。

次に、２つの搬送ローラ７２，７３の位置で、積層帯１７の両面からフィルム５５，５７が剥がされる。剥がされたフィルム５５，５７は、それぞれ芯材７５，７６に巻き取られる。ここで、フィルム５５，５７が剥がされた後に残るのは、ガラス繊維織物１０を基布としてその周囲に樹脂被膜層２０が形成されたガラス繊維シート１８である。このガラス繊維シート１８では、ガラス繊維織物１０と樹脂被膜層２０の屈折率はほとんど同じである。また、樹脂被膜層２０を形成するための型枠として用いられたフィルム５５，５７の面粗度は十分に小さいため、樹脂被膜層２０の表面の面粗度も十分に小さく、シート表面で発生する光の散乱は極めて少ない。よって、ガラス繊維シート１８は、この段階では透明である。

次に、ガラス繊維シート１８は、下流側に設けられたグラビア印刷装置８０に導かれる。グラビア印刷装置８０は、ガラス繊維シート１８の下側に設けられた転写ローラ８２と、転写ローラ８２の下側に設けられた容器８３と、ガラス繊維シート１８の上側に設けられた加圧ローラ８１と、で構成されている。容器８３には、ビーズが十分均一に混ぜられた液状の樹脂８４が満たされており、転写ローラ８２の下部は容器８３内の樹脂８４に浸漬されている。ガラス繊維シート１８の移動に伴って、転写ローラ８２及び加圧ローラ８１は回転する。このとき、転写ローラ８２の外周面にはビーズ入り樹脂８４が付着しており、ガラス繊維シート１８と転写ローラ８２が当接すると、転写ローラ８２の外周面に付着したビーズ入り樹脂８４はガラス繊維シート１８に貼着される。なお、ガラス繊維シート１８は、転写ローラ８２と加圧ローラ８１により挟まれ、ビーズ入り樹脂を貼着するのに適度な圧力で押圧されている。

その後、ガラス繊維シート１８を乾燥装置８７で乾燥して、ビーズ入り樹脂８４を硬化させる。ガラス繊維シートを芯材８６に巻き取って、ガラス繊維シート１８の製造工程は終了する。

［ガラス繊維シートの作製］
（ａ）ガラス繊維織物の作製
ガラス繊維として経糸・緯糸ともに日東紡績製のＥＣＥ２２５ １／０（番手２２．５ｔｅｘ）を用いた。このガラス繊維の材質は無アリカリガラスであり、屈折率は１．５５８である。経糸の織り密度を６０本／２５ｍｍ、緯糸の織り密度を５８本／２５ｍｍとして平織りで製織した後、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（日本ユニカ製Ａ１７４）で表面処理し、ガラス繊維織物を作製した。この結果得られたガラス繊維織物の質量は１０４ｇ／ｍ^２であり、厚さは９５μｍであり、通気度は４２ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓであり、隣接する経糸の隙間および隣接する緯糸の隙間は共に０．１ｍｍ以下であった。

（ｂ）樹脂被膜層の形成
樹脂被膜層を形成するために用いる未硬化の樹脂組成物として、次の手順で作製したものを用いた。ビニルエステル樹脂（昭和高分子製ＳＳＰ５０Ｃ−０６）１００重量部と、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）ペルオキシ−ジカーボネート（化薬アクゾ製パーカドクスＰ１６）０．５重量部と、ｔ−ヘキシルペルオキシー２−エチルヘキサノエート（日本油脂製パーキュアＨＯ）０．５重量部と、をスターラーを用いて約２０分間攪拌する。その後、約３０分間真空下に放置して脱気する。これにより、未硬化の樹脂組成物が得られる。

さらに、この未硬化の樹脂組成物を用いた樹脂被膜層の形成方法について、図２に示す製造過程を参照して説明する。ポリエチレンテレフタレートフィルム５５,５７を用意し、上記の未硬化の樹脂組成物６５を、フィルム５５，５７上に９２ｇ／ｍ^２となるように塗布する。そして、上記のガラス繊維織物１０に未硬化の樹脂組成物を含浸し、８０℃雰囲気中で３０分間加熱し、さらに連続して１００℃雰囲気中で１０分間加熱する。これにより、樹脂組成物６５は硬化されて、ガラス繊維織物の周囲に樹脂被膜層が形成される。なお、硬化した樹脂組成物６５の屈折率は１．５５３であり、ガラス繊維の屈折率１．５５８と近い値である。

（ｃ）ビーズ層の形成
ビーズ入り樹脂は、塩酢ビ・アクリル系の樹脂と、樹脂を硬化させるための溶剤と、アクリル系樹脂を材質とし平均直径１０μｍの球形ビーズを、等しい重量割合で混合したもの（帝国インキ製ＶＡＲ４０７０１）を用いた。また、ビーズ層の形成は、スクリーン印刷により行った。スクリーン版は、ステンレスワイヤ製で、メッシュ数が２００であり、スクリーン厚が３０μｍであり、べたパターンのものを用いた。樹脂被膜層を形成した後のガラス繊維シートを印刷テーブルに固定し、ガラス繊維シートの上にスクリーン版を載せ、上記のビーズ入り樹脂をスキージー（硬度８０Ｂタイプ）を用いてスクリーン印刷した。その後、６０℃雰囲気中で３０分間乾燥して、ガラス繊維シートの片面にビーズ層を形成し、片面にビーズ層を有するガラス繊維シートＡを得た。さらに、裏面にも同様にビーズ層を形成し、両面にビーズ層を有するガラス繊維シートＢを得た。なお、各面におけるビーズ層の樹脂組成物の塗布量は６．３ｇ／ｍ^２であった。

［ガラス繊維シートの評価］
（ａ）不燃性の評価
ガラス繊維シートＡ，Ｂについて発熱性試験を行って、ガラス繊維シートＡ，Ｂの不燃性を評価した。具体的には、輻射電気ヒーターを用いてガラス繊維シートＡ，Ｂの表面に照射を行って、ガラス繊維シートＡ，Ｂに５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を与えた。そして、加熱開始後２０分間におけるガラス繊維シートＡ，Ｂの総発熱量を測定した。また、加熱開始後２０分間において、ガラス繊維シートＡ，Ｂの発熱量が２００ｋＷ／ｍ^２を超えた時間を測定した。さらに、発熱試験後に、ガラス繊維シートＡ，Ｂの外観を目視で観察した。結果を表１に示す。

なお、建築基準法における不燃材料としての判定基準として、発熱性試験において総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２以下であること、発熱量が１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ^２を超えないこと、さらに、発熱性試験後の試料に貫通する亀裂、穴がないこと、が要求されている。即ち、ガラス繊維シートＡ、Ｂともに不燃材料の判定基準を満たしている。

（ｂ）光透過性の評価
ガラス繊維シートＡ，Ｂに光を照射して、ガラス繊維シートＡ，Ｂの光透過性を評価した。具体的には、試験１として、片面にビーズ層が形成されたガラス繊維シートＡに、ビーズ層が形成された面側から光を照射した。試験２として、ガラス繊維シートＡに、ビーズ層が形成されない面側から光を照射した。試験３として、両面にビーズ層が形成されたガラス繊維シートＢに、一方の面から光を照射した。そして、それぞれの試験について全光線透過率、拡散透過率、ヘーズを測定した。

なお、全光線透過率および拡散透過率はＪＩＳ Ｋ７１０５に準じて測定し、ヘーズは、拡散透過率／全光線透過率から算出した。

実施形態に係るガラス繊維シートの斜視図である。 実施形態に係るガラス繊維シートの製造装置を示す概略図である。

符号の説明

１０…ガラス繊維織物、１２…経糸、１４…緯糸、２０…樹脂被膜層、３０…ビーズ層、５０…製造装置、５２…織物ロール、５４，５６…フィルムロール、５５，５７…フィルム、６１，６２，６３，６４…送りローラ、６６…ドクターブレード、７１…加熱装置、７２，７３…送りローラ、８０…グラビア印刷装置。

Claims (7)

1. 入射した光を透過・拡散させるガラス繊維シートであって、
   少なくとも１枚のガラス繊維織物と、
   前記ガラス繊維織物と屈折率の差が±０．０２以下である樹脂を、１０〜５００ｇ／ｍ^２の割合で前記ガラス繊維織物に含浸、固化して形成された樹脂被膜層と、
   前記樹脂被膜層の少なくとも片面に、ビーズを分散させた樹脂で形成されたビーズ層と、を備え、
   全光線透過率が８０％以上であり、ヘーズが８０％以上であることを特徴とするガラス繊維シート。
2. 前記ガラス繊維織物に含浸される前記樹脂は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維シート。
3. 前記ガラス繊維織物の単位面積当たりの質量は、１０〜３００ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス繊維シート。
4. 前記ビーズの直径が１〜３０μｍであり、前記ビーズの貼着量が０．５〜２０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のガラス繊維シート。
5. 少なくとも片面にビーズ層を有する請求項１〜４のいずれか１に記載のガラス繊維シートと、
   前記ビーズ層側に設けられた光源と、
   を備えた照明装置。
6. 入射した光を透過・拡散させるガラス繊維シートの製造方法であって、
   少なくとも１枚のガラス繊維織物を用意し、
   前記ガラス繊維織物と屈折率の差が±０．０２以下である樹脂を、１０〜５００ｇ／ｍ^２の割合で前記ガラス繊維織物に含浸し、
   前記ガラス繊維織物に含浸された前記樹脂を硬化させることで、前記ガラス繊維織物及び樹脂を含んでなる透明シートを形成し、
   前記透明シートの少なくとも片面に、ビーズを分散させた樹脂の層を形成する
   ことを特徴とするガラス繊維シートの製造方法。
7. 前記ガラス繊維織物に含浸された前記樹脂を硬化させる際に、前記ガラス繊維織物の両面をフィルムで挟んだ状態とすることを特徴とする請求項５に記載のガラス繊維シートの製造方法。

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