JP2009102182A - 光制御ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】透明性や透視性を損なうことなく、日射制御が可能であり、紫外線や赤外線の遮断効果が得られ、断熱性に優れ、薄くて軽量かつ高強度であり、安価に製造可能な光制御ガラスを提供する。
【解決手段】内外二重の透明ガラス板１ａ，１ｂを主体とし、双方の透明ガラス板の間に透明アクリル材からなるスペーサー部材２が挟み込まれて全体が積層され固着されている。外部側の前記透明ガラス板の内部側の表面と内部側の前記透明ガラス板の外部側の表面のいずれか一方もしくは双方には、選択透過樹脂によるコーティング膜５が形成されている。スペーサー部材２には、双方の透明ガラス板の間に空隙を確保するための開口部４が形成され、法線方向に対して傾斜する方向からの入射光を反射する位置にアルミ蒸着膜による反射面６が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は建物の壁面等に設置されるガラスに関わり、特に建物内への光の入射を制御可能な光制御ガラスに関する。

ガラスは透明であることが最大の特徴であるといえるが、単なる透明な普通ガラス（フロートガラス）を建物の窓面に対して単に設置した場合には、透明であるが故の欠点として、強い直射日光によるギラつき、紫外線透過による室内の各種部材の劣化や褪色、赤外線透過による室内温度の上昇、といった問題が生じることが不可避である。
そのための対策としては窓面にブラインドやカーテン等の遮光手段を設けることが通常ではあるが、ガラス自体でそのような欠点を解消し軽減するべく、ガラス面に各種のフィルムやコーティングを施したり、複数枚のガラスを中間膜を介して貼り合わせるといった手法による各種の機能性ガラスも実用化され商品化されている（たとえば特許文献１，２参照）。
特開平７−２３７９４５号公報 特開２００１−３０２２８９号公報

しかし、従来までに提供されている各種の機能性ガラスは、構成が複雑に過ぎて極めて高価なものであったり、全体の厚さや重量が過度に大きくなって使用し難いものであったり、あるいは本来の機能である透明性や透視性を大きく犠牲にするものであったりして、建物の窓面に設置するものとして充分に満足し得るものは提供されていないのが実状である。

上記事情に鑑み、本発明は従来の各種の機能性ガラスでは解決し得ていない上記のような課題を一気に解決することができる有効な機能性ガラスとして、透視性を損なうことなく日射制御が可能であり、紫外線や赤外線の遮断効果が得られ、断熱性に優れ、薄くて軽量かつ高強度であり、安価に製造可能な光制御ガラスを提供することを目的とする。

本発明の光制御ガラスは、外部側の透明ガラス板と内部側の透明ガラス板とによる内外二重の透明ガラス板を主体として、それら双方の透明ガラス板の間に透明アクリル材からなるスペーサー部材が挟み込まれることによって、双方の透明ガラス板がスペーサー部材の厚み分だけ間隔をおいて積層された状態でそれらの全体が一体に固着されてなり、外部側の前記透明ガラス板の内部側の表面と内部側の前記透明ガラス板の外部側の表面のいずれか一方もしくは双方には、紫外線および赤外線を遮断しつつ可視光を透過させる選択透過樹脂によるコーティング膜が形成されており、前記スペーサー部材には、双方の透明ガラス板の間に空隙を確保するための開口部が形成され、かつ、該スペーサー部材には、双方の透明ガラス板の法線方向に対して傾斜する方向からの入射光を反射する位置にアルミ蒸着膜による反射面が形成されていることを特徴とするものである。

本発明の光制御ガラスにおいては、スペーサー部材を間隔をおいて配列した多数の矩形断面のルーバー部材から構成して、それらルーバー部材の間にスリット状の開口部を確保し、かつ該開口部に面している各ルーバー部材の少なくとも一側面に反射面を形成する構成とすることが考えられる。
特に、その場合においては、スペーサー部材を構成している各ルーバー部材をそれぞれ水平方向に配置して、それらルーバー部材の間に水平方向のスリット状の開口部を確保し、かつ該開口部の下部に面している各ルーバー部材の上面に反射面を形成する構成とすることが最も好ましい。

あるいは、スペーサー部材を多数の四角形断面の開口部を有するメッシュ部材、あるいは多数の六角形断面の開口部を有するハニカム部材により構成することも考えられる。

本発明の光制御ガラスによれば、建物の窓面に設置することにより次のような格別顕著な効果を奏する。
ガラス本来の機能である透明性を損なうことなく、また室内から外部への視界を遮ることなく、窓面に入射する光の一部を反射面により反射させて室内への直射を軽減する日射制御が可能である。
コーティング膜によって紫外線および赤外線の大半を遮断して、室内への紫外線入射による各種部材の劣化や褪色、赤外線入射による温度上昇を防止ないし軽減することができる。
全体が３層構造であり、かつ内部には密閉空気層を有しているので、自ずと断熱性が優れるものであるし、充分に薄くかつ軽量であっても充分な強度が得られ、しかも容易にかつ安価に製造することができる。

図１〜図３を参照して本発明の最適な実施形態を説明する。
図１は本実施形態の光制御ガラスの組み立て状態を示す分解斜視図、図２はその部分拡大断面図であって、これらの図に示されるように本実施形態の光制御ガラスは、外部側の透明ガラス板１ａと、内部側の透明ガラス板１ｂとによる内外二重の透明ガラス板１ａ,１ｂを主体とし、それら双方の透明ガラス板１ａ，１ｂの間に透明アクリル材からなるスペーサー部材２が挟み込まれることによって、双方の透明ガラス板１ａ，１ｂがスペーサー部材２の厚み分だけ間隔をおいて積層された状態でそれらの全体が一体に固着されているものである。

内外の透明ガラス板１ａ，１ｂは普通ガラス（フロートガラス）で良く、その板厚は適宜で良いがたとえば2〜6mm程度とすることが良い。

スペーサー部材２は透明アクリル材からなる多数の矩形断面のルーバー部材３から構成されたものであって、本実施形態では各ルーバー部材３を上下方向に所定間隔を確保した状態で水平方向に配置することによって、各ルーバー部材３の間に水平方向のスリット状の開口部４を確保したものとなっており、この光制御ガラスへの入射光は開口部４をそのまま透過し得るものとなっている。
なお、スペーサー部材２を構成している各ルーバー部材３としては、全光線透過率が90%以上の充分に透明なものを用いることが好ましい。

以上の構成に加えて、本実施形態の光制御ガラスでは、外部側の透明ガラス板１ａの内部側の表面に、紫外線および赤外線を遮断しつつ可視光を透過させる選択透過樹脂によるコーティング膜５が形成されている。このコーティング膜５としては、可視光透過率が84%以上、紫外線カット率が99%以上、近赤外線カット率が７５％以上のものを採用することが好ましい。

さらに、スペーサー部材２を構成している各ルーバー部材３の上面（つまり、ルーバー部材３間に形成されている開口部４の下部に面して上方を向いている面）には、アルミ蒸着膜による反射面６が形成されていて、後述するようにこの光制御ガラスに対して斜め上方から入射する入射光は各反射面６によって室内の斜め上方に向けて反射されて室内に入射するようになっている。

上記構成の光制御ガラスを製造するには、まず外部側の透明ガラス板１ａの内面にコーティング膜５を形成しておき、各ルーバー部材３には予めアルミ蒸着膜による反射面６を形成しておく。
そして、透明ガラス板１ａ，１ｂのいずれか一方を平置してその上に各ルーバー部材３を配置し、接着等により固定する。その際、各ルーバー部材３を適宜の治具により所定間隔で配列した状態で一斉に保持して一斉に固定すると作業性が良い。
そして、その上に他方の透明ガラス板を乗せ、同様に接着等により固定し、必要に応じて適宜の縁部処理を行って全体を確実に固着すれば良い。

上記構成の光制御ガラスによれば、これを建物の窓面に設置することにより、図３に示すような優れた効果が得られる。
すなわち、（ａ）に示すように、通常のように窓面に対して斜め上方から入射する光（可視光）は、その一部が開口部４を通過してそのまま室内に入射するが、残部は反射面６により室内上部に向かって斜め上方に反射され、したがって窓際においては手元（机上面や作業面）でのまぶしさが軽減され、しかも天井面が明るくなる効果が得られる。
また、（ｂ）に示すように、窓面に対して法線方向（通常の窓面においては水平方向）の光（可視光）はそのまま開口部４を通過しかつルーバー部材３を透過するので、室内から外部への視界を遮ることはない。勿論、内外の透明ガラス板１ａ，１ｂおよびスペーサー部材２としてのルーバー部材３はいずれも透明性に優れるものであるので、ガラス本来の機能である透明性や透視性が損なわれることはない。
さらに、（ｃ）に示すように、外部側の透明ガラス板１ａの内面に形成されているコーティング膜５によって紫外線および赤外線の大半が遮断されて室内へそのまま入射することはなく、したがって室内への紫外線入射による各種部材の劣化や褪色、赤外線入射による温度上昇を防止ないし軽減することができる。

また、内外の透明ガラス板１ａ，１ｂとスペーサー部材２とにより全体が３層構造となっており、しかもルーバー部材３間の開口部４は実質的に密閉空気層を形成しているので、この光制御ガラスは全体として断熱性が優れたものとなっており、窓面からの熱ロスを低減できて冷暖房負荷軽減に寄与し得る。
さらには、ルーバー部材３は軽量かつ高強度の透明アクリル材からなり、それを内外の透明ガラス板１ａ，１ｂの間に挟み込んで全体を一体に固着した構造であるから、全体を充分に薄くかつ軽量としながらも充分な強度が得られる。
勿論、透明ガラス板１ａ，１ｂはもとより、スペーサー部材２の素材である透明アクリル材も安価な汎用の市販品を利用できるし、それらに対する選択透過樹脂によるコーティング膜５の形成やアルミ蒸着膜による反射面６の形成も周知慣用技術により容易に実施でき、全体を組み立てるための製造工程も単純であるし複雑な製造設備を必要としないので、この光制御ガラスは安価に大量生産することができるものでもある。

以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、各部の形状や寸法については適宜の設計的変更が可能であることはいうまでないが、特に、スペーサー部材２については図４に示すような変形例が考えられる。
すなわち、上記実施形態におけるスペーサー部材２は、図４（ａ）に示すように多数のルーバー部材３を水平姿勢で配置した横ルーバーの形式のもの（開口部４が水平方向のスリット状とされたもの）であったが、それに代えて（ｂ）に示すように同様のルーバー部材３を縦姿勢で配置した縦ルーバーの形式のスペーサー部材２（開口部４が上下方向のスリット状とされたもの）とすることもできる。

また、他の形式のスペーサー部材２として、図４（ｃ）、（ｄ）に示すような縦横ないし水平に対して４５度で交差するメッシュ部材（四角形の開口部４を有するもの）や、（ｅ）に示すようなハニカム部材（六角形の開口部４を有するもの）を用いることも考えられる。

なお、いずれのスペーサー部材２を用いる場合においても、その素材としては透明アクリル材を用いる必要があるばかりでなく、図３（ａ）に示したような日射制御を行うためにその要所にアルミ蒸着膜による反射面６を形成する必要がある。
その反射面６は、上記実施形態のように斜め上方から入射する光を天井面に向けて斜め上方に反射させる位置に形成することが現実的であるが、必ずしもそうすることはなく、図４（ｂ）に示す縦ルーバー形式の場合にあっては各ルーバー部材３の少なくともいずれか一方の側面に反射面６を形成して側方に向けて反射させるようにすれば良い。また、（ｃ）〜（ｅ）に示すメッシュ状やハニカム状の場合には反射方向を選択することもできるので、所望の方向に反射させるように反射面６の位置を任意に決定すれば良い。

また、上記実施形態では選択透過樹脂によるコーティング膜５を外部側の透明ガラス板１ａの内部側の表面に形成したが、それに代えて、あるいはそれに加えて、コーティング膜５を内部側の透明ガラス板１ｂの外部側の表面に形成しても良い。つまり、コーティング膜５は、外部側の透明ガラス板１ａの内部側の表面と、内部側の透明ガラス板１ｂの外部側の表面のいずれか一方もしくは双方に形成すれば良い。

本発明の実施形態である光制御ガラスの組み立て状態を示す分解斜視図である。 同、要部断面図である。 同、効果の説明図である。 同、スペーサー部材の変形例を示す図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ 透明ガラス板
２ スペーサー部材
３ ルーバー部材
４ 開口部
５ コーティング膜
６ 反射面

Claims (4)

1. 外部側の透明ガラス板と内部側の透明ガラス板とによる内外二重の透明ガラス板を主体として、それら双方の透明ガラス板の間に透明アクリル材からなるスペーサー部材が挟み込まれることによって、双方の透明ガラス板がスペーサー部材の厚み分だけ間隔をおいて積層された状態でそれらの全体が一体に固着されてなり、
   外部側の前記透明ガラス板の内部側の表面と内部側の前記透明ガラス板の外部側の表面のいずれか一方もしくは双方には、紫外線および赤外線を遮断しつつ可視光を透過させる選択透過樹脂によるコーティング膜が形成されており、
   前記スペーサー部材には、双方の透明ガラス板の間に空隙を確保するための開口部が形成され、
   かつ、該スペーサー部材には、双方の透明ガラス板の法線方向に対して傾斜する方向からの入射光を反射する位置にアルミ蒸着膜による反射面が形成されていることを特徴とする光制御ガラス。
2. 請求項１記載の光制御ガラスであって、
   スペーサー部材は間隔をおいて配列された多数の矩形断面のルーバー部材から構成されていて、それらルーバー部材の間にスリット状の開口部が確保され、かつ該開口部に面している各ルーバー部材の少なくとも一側面に反射面が形成されていることを特徴とする光制御ガラス。
3. 請求項２記載の光制御ガラスであって、
   スペーサー部材を構成している各ルーバー部材はそれぞれ水平方向に配置されていて、それらルーバー部材の間に水平方向のスリット状の開口部が確保され、かつ該開口部の下部に面している各ルーバー部材の上面に反射面が形成されていることを特徴とする光制御ガラス。
4. 請求項１記載の光制御ガラスであって、
   スペーサー部材は、多数の四角形断面の開口部を有するメッシュ部材、あるいは多数の六角形断面の開口部を有するハニカム部材から構成されていることを特徴とする光制御ガラス。

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