JP2010218921A - 導光板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】板面が垂直となるように建物の開口部近傍に設置され、太陽光を屋内側奥方に導く導光板であって、透明樹脂板2の一側に、三角形状の単位プリズムが幅方向に連続して並設されてなる構成を有するプリズム面3を備え、当該プリズム面3を構成する単位プリズム3aの頂部角度が60°より大きく100°未満である導光板を提案する。
【選択図】図4
Description
また、窓板に曇ガラスを使用して表面を光拡散面とすることも行われるが、曇ガラスの場合、太陽の光を拡散させるのみで、光を部屋の奥に導光することはできない。
他方、窓板と交差する角度が小さ過ぎると、太陽高度が低い冬場の入射光を遮ることになり、相反する問題が生じることになる。
以上のように、本発明の導光板は、建物に略垂直に設置される採光面材として特に好適であるが、窓材やフェンスの面材、バルコニーの面材、その他の採光材などとしても好適に利用することができる。
本実施形態の導光板(「本導光板」という)1は、図1−図4に示すように、透明樹脂板2の一側、例えば屋内側にプリズム面3を備え、透明樹脂板2の少なくとも一側、例えば屋外側に光線吸収層4を備えた板体乃至シート体である。但し、光線吸収層4は必ずしも備えてなくてもよい。
透明樹脂板2の材料については、特に制限はない。一般に外装建材として使用されている透明樹脂を使用することができる。例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂等の透明な樹脂材料を使用することができる。これらを1又は2種以上混合してもよい。これらの樹脂の中で、透明性、耐熱性、耐衝撃性などの点で、ポリカーボネート系樹脂が好ましい。
ポリカーボネート系樹脂の分子量は特に制限するものではない。通常の押出成形によりシート成形可能な粘度平均分子量が1.5万〜3万程度のものが好ましい。
この際、イオウは、市販のイオウ粉末などを使用できる。例えば、鶴見化学(株)製(JIS2級相当品)のイオウ粉末などが挙げられる。
硫黄系化合物としては、硫化鉛、チオ尿素誘導体等が挙げられる。
銅系化合物としては、ステアリン酸銅 、硫化銅 、フタロシアニル銅等が挙げられる。
他の近赤外線吸収物質としては、六塩化タングステン、塩化スズ、クロム、コバルト錯塩、アントラキノン誘導体等が挙げられる。
このような近赤外線吸収物質の含有量は特に制限されるものではないが、透明樹脂100重量部に0.01〜6重量部を含有させるのが好ましい。含有量が0.01〜6重量部、好ましくは0.01〜2重量部、特に好ましくは0.01〜1重量部であれば、近赤外線領域の光線吸収性能に優れ、可視光線の透過率が高いものとなる。
プリズム面3は、図1−図4に示すように、透明樹脂板2の一側、例えば屋内側、すなわち導光板1に光線が入射する側とは反対側に設けられ、断面三角状で長尺な三角柱状の単位プリズム3aがその略垂直方向に連続して並設された構成を備えている。
このような本導光板1を、図4に示すように、光線入射側とは反対側にプリズム面3を位置させ、且つ単位プリズム3aの長さ方向が略水平となるように、例えば板面が垂直となるように窓部の近傍に設置すれば、前記の如く単位プリズム3aの頂部角度βが60°より大きく100°未満であれば、低角度からの入射光線をほぼ水平に導くことができる。よって、冬場、太陽の角度が最も低くなった時(冬至)、部屋にほぼ水平に導光することができ、室内に光を取り込んで室内の照度を高めることができる。より具体的には、太陽の角度が最も低く冬至において、導光樹脂板に対して84°〜103°の光線を部屋の中に導光することができる。
また、覗き見防止性について考慮すると、導光樹脂板の正面から±1°〜±34°の範囲で覗き見を防止することが可能である。
かかる観点から、単位プリズム3aの頂部角度βは70〜100°未満であるのがさらに好ましく、中でも70〜90°であるのが特に好ましい。
かかる観点から、プリズムピッチLは、1.0mm〜10.0mmであるのが特に好ましく、中でも特に2.0mm〜8.0mmであるのがさらに好ましい。
光線吸収層4は、紫外線吸収層或いは熱線吸収層、又はこれらの両方を備えた層として形成することができる。
この際、透明樹脂としては、透明樹脂板2の材料として挙げた透明樹脂を使用することができる。中でも、接着性や界面での光散乱などを考慮すると、透明樹脂板2と同じ樹脂を使用するのが好ましい。
紫外線吸収物質としては、紫外線吸収性能を有すれば特に制限はなく、例えばベンゾトリアゾールやトリアジンなどを好適に使用できる。但し、これらに限定するものではない。
この際、透明樹脂としては、透明樹脂板2の材料として挙げた透明樹脂を使用することができる。中でも、接着性や界面での光散乱などを考慮すると、透明樹脂板2と同じ樹脂を使用するのが好ましい。
熱線吸収物質としては、近赤外線吸収性能乃至赤外線吸収性能を有すれば特に制限はなく、例えばイオウ、硫黄系化合物、銅系化合物およびその他の近赤外線吸収物質のうちの一種又は2種以上を含有するものであってもよい。
粉末などが挙げられる。
硫黄系化合物としては、硫化鉛、チオ尿素誘導体等が挙げられる。
銅系化合物としては、ステアリン酸銅 、硫化銅 、フタロシアニル銅等が挙げられる。
他の近赤外線吸収物質としては、六塩化タングステン、塩化スズ、クロム、コバルト錯塩、アントラキノン誘導体等が挙げられる。
このような近赤外線吸収物質の含有量は特に制限されるものではないが、透明樹脂100重量部に0.01〜6重量部を含有させるのが好ましい。含有量が0.01〜6重量部、好ましくは0.01〜2重量部、特に好ましくは0.01〜1重量部であれば、近赤外線領域の光線吸収性能に優れ、可視光線の透過率が高いものとなる。
透明樹脂板2および光線吸収層4の各層の厚みは、表面硬度、成形性に問題が無ければ制限するものではなく、厚み比も同様である。一般的には、透明樹脂板2の厚み(h)は1.8mm〜10.0mm、特に2.0mm〜8.0mm、中でも特に2.4mm〜7.0mmであるのが好ましく、光線吸収層4の厚みは10μm〜100μm、特に20μm〜70μm、中でも特に20μm〜40μmであるのが好ましい。
また、シート体の一面側にプリズム面3を備えたプリズムシートを透明樹脂板2とは別体として形成し、このプリズムシートを透明樹脂板2に積層するようにしてもよい。
この際、拡散材としては、光を拡散する機能を有するシート体であれば特に限定するものではない。例えば障子、不織布又は曇ガラスなどを挙げることができる。
透明樹脂板2と光線吸収層4の積層方法としては、予めプリズム面3を賦形してなる透明樹脂板2に、光線吸収層4を備えたシートを積層するようにしてもよいし、また、透明樹脂板2を構成する樹脂(「透明樹脂板構成樹脂」という)と光線吸収層4を構成する樹脂(「紫外線吸収層構成樹脂」という)とを共押出しして積層した後、プリズム面3を賦形するようにしてもよい。
この際、透明樹脂板構成樹脂並びに紫外線吸収層構成樹脂の主成分樹脂としてポリカーボネート樹脂を使用する場合であれば、メイン押出機の温度条件は、通常250〜290℃、特に260〜280℃とするのが好ましく、サブ押出機の温度条件は、通常250〜290℃、特に260〜280℃とするのが好ましい。
樹脂中の異物を除去するために、押出機のTダイより上流側にポリマーフィルターを設置することが好ましい。
フィードブロック方式の場合、フィードブロックで積層された溶融樹脂を、Tダイなどのシート成形ダイに導き、シート状に成形し後、表面を鏡面処理された成形ロール(ポリシングロール)に流入させてバンクを形成すると共に成形ロール通過中に鏡面仕上げと冷却を行い、積層体を形成することができる。
他方、マルチマニホールド方式の場合には、マルチマニホールドダイ内で積層された溶融樹脂を、上記同様にダイ内部でシート状に成形し後、成形ロールにて表面仕上げ及び冷却を行い、積層体を形成することができる。
ダイの温度としては、透明樹脂板構成樹脂並びに紫外線吸収層構成樹脂の主成分樹脂としてポリカーボネート樹脂を使用する場合であれば、通常230〜290℃、好ましくは250〜280℃であり、成形ロール温度としては、通常100〜190℃、好ましくは110〜180℃である。ロールは縦型ロールまたは、横型ロールを適宜使用することができる。
本導光板1は、板面が垂直となるように建物の開口部近傍、例えば窓際に設置され、太陽光を屋内側奥方に導くことができる。この際、垂直とは、90°から前後±10°程度、好ましくは±5°程度傾いている場合も包含する。また、窓際とは、例えば窓の外側或いは内側、或いは窓に積層する場合を包含する。
よって、例えば建物の開口部に沿って或いはその屋外側に略垂直に立設状態に設置し、屋外側から屋内側に太陽光を導く導光板(採光材或いは面材)として使用することができる。
この際、光線入射側とは反対側にプリズム面3を位置させ、且つ単位プリズム3aの長さ方向が略水平方向と平行となるように配置すれば、冬場に、室内に光を取り込んで室内の照度を高めることができるように、本導光板1を透過する太陽光の出射角を制御することができる。特に冬場、太陽の角度が低くなると(冬至)、図4に示すように、部屋にほぼ水平に導くことができるから、室内に光を取り込んで室内の照度を高めることができる。
また、覗き見防止の観点からは、導光樹脂板の正面から±1°〜±34°の範囲で覗き見を防止することが可能である。
よって、本導光板1は、上記のように入射光線の角度を変えることができるから、例えば建物に略垂直に設置される採光面材、屋外に設置されるフェンス材の面材、窓際に設置される衝立の面材、バルコニーの面材、窓に貼着して使用する面材、その他の採光面材としても好適に利用することができる。
本明細書において、「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と記載した場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意であり、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意を包含するものである。
また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と記載した場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であるのが好ましい」旨の意図も包含する。
紫外線吸収層構成樹脂としての紫外線吸収剤含有ポリカーボネート樹脂(帝人化成社製「パンライト5250ZS」)と、透明樹脂板構成樹脂としてのポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ノバレックス7027U」)を、それぞれ別々の押出機のホッパーに投入し、いずれも温度280℃で溶融し、次いで、マルチマニホールドダイを用いて共押出しした後、紫外線吸収層4のポリカーボネート樹脂の側を鏡面金属ロール側とし、反対面を、二等辺三角形、高さ508μmのプリズム形状に彫刻された金属ロールに接触させて、当該反対面にプリズム面3を付与して冷却固化して、プリズム面付き透明シート(サンプル)を得た。
また、形成されたプリズム面3は、断面二等辺三角形からなる三角柱状の単位プリズム3aがその幅方向に連続して並設されており、各単位プリズム3aは、頂部が丸みを帯びており、頂部角度β:80°、低角α、γ:50°、プリズムピッチL:1mm、単位プリズム3aの高さH:0.5mmであった。
金属ロールに彫刻されたプリズム形状を変化させた以外は実施例1と同様にしてプリズム面付き透明シート(サンプル)を得た。
形成されたプリズム面3は、断面二等辺三角形からなる三角柱状の単位プリズム3aがその幅方向に連続して並設されており、各単位プリズム3aは、頂部が丸みを帯びており、頂部角度β:90°、低角α、γ:45°、プリズムピッチL:1mm、単位プリズム3aの高さH:0.5mmであった。
金属ロールに彫刻されたプリズム形状を変化させた以外は実施例1と同様にしてプリズム面付き透明シート(サンプル)を得た。
形成されたプリズム面3は、断面二等辺三角形からなる三角柱状の単位プリズム3aがその幅方向に連続して並設されており、各単位プリズム3aは、頂部が丸みを帯びており、頂部角度β:70°、低角α、γ:55°、プリズムピッチL:0.4mm、単位プリズム3aの高さH:0.5mmであった。
金属ロールに彫刻されたプリズム形状を変化させた以外は実施例1と同様にしてプリズム面付き透明シート(サンプル)を得た。
形成されたプリズム面3は、断面二等辺三角形からなる三角柱状の単位プリズム3aがその幅方向に連続して並設されており、各単位プリズム3aは、頂部が丸みを帯びており、頂部角度β:100°、低角α、γ:40°、プリズムピッチL:0.6mm、単位プリズム3aの高さH:0.5mmであった。
金属ロールに彫刻されたプリズム形状を変化させた以外は実施例1と同様にしてプリズム面付き透明シート(サンプル)を得た。
形成されたプリズム面3は、断面二等辺三角形からなる三角柱状の単位プリズム3aがその幅方向に連続して並設されており、各単位プリズム3aは、頂部が丸みを帯びており、頂部角度β:60°、低角α、γ:60°、プリズムピッチL:0.3mm、単位プリズム3aの高さH:0.5mmであった。
上記実施例1において、プリズム形状を付与しないシート(サンプル)を作製した。
すなわち、紫外線吸収層構成樹脂としての紫外線吸収剤含有ポリカーボネート樹脂(帝人化成社製「パンライト5250ZS」)と、透明樹脂板構成樹脂としてのポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製「ノバレックス7027U」)を、それぞれ別々の押出機のホッパーにそれぞれ投入し、いずれも温度280℃で溶融し、次いで、マルチマニホールドダイを用いて共押出した後、2つの鏡面金属ロール間に通して冷却固化してシートを得た。
上記実施例および比較例で得られたシート(サンプル)について、自動変角度計CR−200(村上色彩技術研究所)を使用し、冬の南中高度(入射角度31°)と夏の南中高度(入射角度78°)を想定し、各入射角度での透過角度、導光距離及び覗き見防止角度を次のようにして測定した。
なお、自動変角度計CR−200は、図5に示すように、光源が固定され、サンプルシート(プリズム板)及び受光機が稼動できるようになっている。
実施例及び比較例で得られたプリズム面付き透明シート(サンプル、以下「サンプルシート」という)のプリズム側が受光機側になるように配置し、サンプルシートに対する入射角度(図5の角度X)が31°又は78°になるように設定した。
次に、受光機を回動させてピーク値が出る角度(図5の角度Z)を測定した。このピーク値が出る角度Zを透過角度とした。
他方、導光距離については、フェンス高さ1mと仮定し、前記の如く測定された透過角度に基づき導光距離を算出した(図6及び図7参照)。
覗き見防止角度の測定は、光源に対して、サンプルシートを垂直に配置し、0°〜90°まで1°毎に回動させて固定した。受光機は、サンプルシートに対して0〜180°まで回動させて測定を実施した。その際、入射光に対して透過光が50%以上のピーク値が現れない角度を覗き見防止角度とした。
例えば覗き見防止角度が±17°の場合であれば、サンプルシートが0〜17°回動している間、透過光の50%に至るピーク値が測定されなかったことを示している。
建物の壁面から屋外側に1m離れた位置に、窓ガラス(横960mm×縦1855mm、サッシ:横1000mm×2010mm、引き違いサッシ全体の幅:2055mm)の下面の高さと、サンプルシート(横910mm×縦1120mm)の下面の高さが同じとなり、且つプリズム面が室内側を向くように、実施例1及び比較例3で得られたサンプルシートを設置した。そして、2009年1月8日12:00(測定地点南中高度32.3°)の時点で、サンプルシートの入射側の照度、サンプルシートの透過側の照度、さらには、室内において、窓から0m、1m、2m、3m奥方に入った位置の床面から高さ0m及び1mでの照度を、照度計(ミノルタT−10)を用いて測定した。その結果を表2に示す。
2 透明樹脂板
3 プリズム面
3a 単位プリズム
4 紫外線吸収層
Claims (10)
- 板面が垂直となるように建物の開口部近傍に設置され、太陽光を屋内側奥方に導く導光板であって、
透明樹脂板の一側に、三角形状の単位プリズムが幅方向に連続して並設されてなる構成を有するプリズム面を備え、当該プリズム面を構成する単位プリズムの頂部角度が60°より大きく100°未満である導光板。 - プリズム面を構成する単位プリズムの頂部角度が70〜90°である請求項1に記載の導光板。
- プリズム面を構成する単位プリズムの頂部は丸みを帯び、且つ頂部の曲率半径が0mmより大きく0.5mm以下である請求項1又は2に記載の導光板。
- 隣接する単位プリズム間の頂点間隔が0.4mm〜15mmである請求項1〜3の何れかに記載の導光板。
- 透明樹脂板の少なくとも一側に紫外線吸収層を備えた請求項1〜4の何れかに記載の導光板。
- 拡散材を備えた請求項1〜5の何れかに記載の導光板。
- 拡散材が、障子、不織布又は曇ガラスである請求項6に記載の導光板。
- 屋外に設置されるフェンス材の面材として使用することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の導光板。
- 窓に貼着する面材として使用することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の導光板。
- 窓際に設置される衝立の面材として使用することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の導光板。
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DE102011083112A1 (de) | 2010-09-29 | 2012-04-26 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Bremsvorrichtung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11280350A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Sanyo Electric Co Ltd | プリズム面を有する窓 |
JP2003157707A (ja) * | 2001-11-20 | 2003-05-30 | Nippon Tokushu Kogaku Jushi Kk | 採光用光学素子及び採光装置 |
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2009
- 2009-03-17 JP JP2009065229A patent/JP4575504B2/ja active Active
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