JP2015101855A - 光制御部材および窓 - Google Patents

Abstract

【課題】西側や東側に設置されても効率よく熱線を吸収可能な光制御部材および窓を提供する。【解決手段】光制御部材１は、基材２と、基材上に配置されるシート材１０と、を備える。シート材は、一方の面に沿って離隔して形成される複数の溝を有するベース部と、ベース部の複数の溝の内部にそれぞれ形成され熱線吸収材料を含有する複数のルーバー部と、を有する。複数のルーバー部は、それぞれの長手方向が基材の基準となる端辺に対して傾斜した方向に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、光制御部材および窓に関する。

屋内の照明の照明強度を弱めて二酸化炭素の排出量の削減と消費電力の低減を図る一環として、窓に入射された外光を屋内の例えば天井方向に反射させて採光効率を向上させ、また外光に含まれる熱線を吸収して屋内の温度上昇を抑制する光制御シートが提案されている。例えば、特許文献１には、透過部と遮光部を交互に並べた構造の光制御シートを例えば窓ガラスに貼り付けて、太陽光の入射角度の違いにより、夏季は屋内への太陽光の取り込みを減少させ、冬季は太陽光の取り込みを増加させるようにしている。

また、特許文献２には、透光性の樹脂シート本体内に光入射面と交差する方向に延びる複数の遮熱部材を設けて、太陽高度の違いを利用して、夏季には十分な遮熱効果が得られるようにした採光遮熱シートが開示されている。

さらに、特許文献３には、ガラス基板に赤外線吸収層を並べて配置した熱線遮断ガラスが開示されている。この赤外線吸収層にて、太陽光の入射角度に応じて、太陽光の遮蔽性、反射性および透過性を制御している。

特開２０１０−２５９４０６号公報 特開２００８−２４７６２３号公報 特開２０１１−６９１２６号公報

特許文献１〜３のいずれも、赤外線すなわち熱線を吸収する部材を、シートやガラス等の母材の端辺に沿って配置している。したがって、母材が真南に設置されている場合には、熱線を効率よく遮蔽できるが、母材が真南以外の方向、例えば真西や真東に設置されている場合には、太陽光の高度が低くなるために、熱線を吸収する部材同士の隙間から太陽光が入り込んで、十分な遮熱効果が得られない。

特に、夏季の朝日や西日は、低い高度からの太陽光が長時間にわたって屋内に入り込むため、屋内にいる人間に不快感を与えることが多い。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、西側や東側に設置されても効率よく熱線を吸収可能な光制御部材および窓を提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、基材と、
前記基材上に配置されるシート材と、を備えた光制御部材であって、
前記シート材は、
一方の面に沿って離隔して形成される複数の溝を有するベース部と、
前記ベース部の前記複数の溝の内部にそれぞれ形成され熱線吸収材料を含有する複数のルーバー部と、を有し、
前記複数のルーバー部は、それぞれの長手方向が前記基材の基準となる端辺に対して傾斜した方向に配置される。

また、本発明の他の一態様は、窓材と、
前記窓材上に配置されるシート材と、を備えた窓であって、
前記シート材は、
一方の面に沿って離隔して形成される複数の溝を有するベース部と、
前記ベース部の前記複数の溝の内部にそれぞれ形成され熱線吸収材料を含有する複数のルーバー部と、を有し、
前記複数のルーバー部は、それぞれの長手方向が水平面から所定角度傾斜した方向に配置される。

また、前記所定角度は、前記複数のルーバー部の長手方向が太陽の軌跡を含む平面の法線方向に略平行になるように設定されてもよい。

また、前記所定角度は、当該窓の設置場所の緯度を基準として±１０度の範囲内の角度であってもよい。

また、当該窓は、真西の方向を含む第１の角度範囲内、または真東の方向を含む第２の角度範囲内に面して配置されてもよい。

また、前記第１の角度範囲は、真西から南西までの角度範囲であり、
前記第２の角度範囲は、真東から南東までの角度範囲であってもよい。

また、前記第１の角度範囲は、夏至の太陽の沈む方向から南西までの角度範囲であり、
前記第２の角度範囲は、夏至の太陽の昇る方向から南東までの角度範囲であってもよい。

本発明によれば、西側や東側に設置されても効率よく熱線を吸収可能な光制御部材および窓を提供できる。

本発明の一実施形態による窓１の主切断面での概略断面図。 窓１の平面図。 図１に示す熱線吸収シート１０のルーバー部２０の拡大断面図。 （ａ）は夏至における太陽の日周運動を示す斜視図、（ｂ）は冬至における太陽の日周運動を示す斜視図。 本実施形態における窓の設置方向を示す図。 図５を二次元平面に射影した図。 北緯３５度における真西に面して設置された窓１でのルーバー部２０の傾斜角度と日射熱の取得割合との対応関係を示す図。 窓１の鉛直方向に対するルーバー部２０の長手方向の傾斜角度が６０度と９０度の場合での日射熱の取得量を１時間おきに測定したデータを示す図。 本実施形態による熱線吸収シート１０の製造工程を説明する図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態による窓１の主切断面での概略断面図、図２は窓１の平面図である。図１の窓１は、採光用の窓材（基材）２と、窓材２に積層された熱線吸収シート（シート材）１０とを備えている。熱線吸収シート１０は、本発明の光制御部材の一態様である。図１は、図２のＡ−Ａ線方向の断面図である。図１および図２では、窓１を鉛直方向に配置する例を示しており、図１および図２の上下方向が鉛直方向を表している。すなわち、図１および図２の上側の端辺が窓１の最上部を表し、下側の端辺が窓１の最下部を表している。

窓１は、光源からの光の入射方向に応じて、熱線の遮断および可視光線の透過を選択的に行うものである。なお、ここでいう光源からの光とは、少なくとも可視光領域または赤外光領域に波長を有する光であれば特に限定されるものではなく、例えば、太陽光等の自然光、赤外線ＬＥＤ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の光源からの光が挙げられる。また、ここで説明する窓１は、上記光を発する光源の位置が変化する環境下で好適に用いられる。より具体的には、本実施形態では、光源として、季節や時間帯に応じて高度や方位が異なる太陽を想定している。

さらに、本明細書において、可視光領域および赤外光領域とは、それぞれ一般的に定義される波長領域をいい、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内を可視光領域、それよりも長波長領域を赤外光領域とする。また、本明細書において、赤外光領域の光のことを熱線と略す場合がある。つまり、熱線とは、可視光よりも長波長域の光のことであり、７８０ｎｍを越える波長を有する赤外線を含む光をいう。

（熱線吸収シート１０）
先ず、熱線吸収シート１０について説明する。図１に示すように、熱線吸収シート１０は、第１面１１と当該第１面１１に対向する第２面１２とを有する。本実施形態では、窓１が家屋に設置された状態において、第１面１１は屋外を向く入光側の面であり、第２面１２は屋内を向く出光側の面である。また、熱線吸収シート１０は、その第１面１１に設けられた接合層３を介して、窓材２２に接合されている。

図１に示すように、熱線吸収シート１０は、第１面１１に沿って離隔して配置される複数の溝１４が形成されるベース部３０と、ベース部３０の複数の溝１４の内部にそれぞれ形成され熱線吸収材料を含有する複数のルーバー部２０とを備えている。複数のルーバー部２０は、図２に示すように、それぞれの長手方向が窓１の基準となる端辺に対して傾斜する角度方向に配置されている。この場合の基準となる端辺とは、水平面に平行な窓１の端辺であり、より具体的には窓１の底辺および上辺（以下では、窓１の上下端辺と呼ぶ）である。

また、複数のルーバー部２０は、図１に示すように、それぞれの短手方向を第１面１１に沿って所定間隔で配置し、それぞれの長手方向を窓１の上下端辺に対して斜めに配置している。すなわち、複数のルーバー部２０は、それぞれの長手方向が略平行になるように、窓１の上下端辺に対して斜めに配置されている。

複数のルーバー部２０は、少なくとも熱線を吸収する機能を持っている。各ルーバー部２０は、図１に示すように、熱線吸収シート１０の第１面１１に接する底面２１と、底面２１からその法線方向に延びる第１側面２２と、底面２１から第１側面２２に向かって斜めに延びる第２側面２３とを有する。

第１側面２２と第２側面２３はベース部３０の内部で接合されており、これにより、主切断面が三角形の形状の複数のルーバー部２０が形成されている。

ただし、主切断面におけるルーバー部２０の断面形状は、三角形形状である必要はなく、それぞれ異なる形状でもよい。例えば、主切断面におけるルーバー部２０の断面形状は、三角形の一以上の角、例えば底面２１から離間した角が面取りされた形状でもよいし、台形でもよい。なお、主切断面とは、ルーバー部２０の短手方向の断面に沿った窓１の断面をいう。

ルーバー部２０の底面２１と、それに隣接するベース部３０の底面３１との長さの比は例えば１：１に設定される。ただし、この比は適宜変更可能である。

本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「三角形形状」、「台形形状」、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

次に、ルーバー部２０を構成する材料について説明する。図３は図１に示す熱線吸収シート１０のルーバー部２０の拡大断面図である。図３に示すように、ルーバー部２０は、熱線を吸収する熱線吸収材２５を少なくとも含んでいる。本実施形態の熱線吸収材２５は、可視光線を透過しつつ熱線を吸収するという機能を有する。

このような熱線吸収材２５は、赤外光領域に吸収特性を有し、且つ、可視光領域に透過特性を有する粒子を含有している。具体的には、熱線吸収材２５として、透明性を有する無機ナノ粒子を用いることができ、例えば、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ） 、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、六ホウ化ランタン（ＬａＢ_６）、アルミニウムドープ酸化亜鉛、インジウムドープ酸化亜鉛、ガリウムドープ酸化亜鉛、酸化タングステン、六ホウ化セリウム、無水アンチモン酸亜鉛および硫化銅またはそれらの混合物のナノ粒子等を用いることができる。

熱線吸収材２５は、ナノ微粒子であることが好ましく、その平均粒径としては、例えば、１ｎｍ〜３００ｎｍのものが用いられる。熱線吸収材２５の平均粒径が１ｎｍ以上であれば、熱線を吸収する機能を十分に得ることができる。一方、熱線吸収材２５の平均粒径が３００ｎｍよりも大きいと、ヘイズを生じ熱線吸収シート１０の透明性が低下する場合がある。好ましくは、熱線吸収材２５の平均粒径として、１ｎｍ〜１００ｎｍのものが用いられる。なお、上記平均粒径は、透明熱線吸収粒子を電子顕微鏡で観察し、算術平均により求めた値である。

また、ルーバー部２０に含まれる熱線吸収材２５の含有率は、ルーバー部２０の全質量（１００％）に対して、一例として、０．１質量％〜５０質量％の範囲内の値とすることができる。

加えて、ルーバー部２０は、黒色粒子２６を含んでいてもよい。本実施形態において、ルーバー部２０とベース部３０との界面には光の屈折率差があるため、上記界面で反射された可視光線は、上記熱線吸収シート１０内において繰り返し多重反射を起こす場合もあり得る。その結果、反射光と入射光とが干渉して、上記熱線吸収シート１０を介して視認される像が多重像となるおそれもある。本実施形態では、ルーバー部２０が黒色粒子２６を含むため、ルーバー部２０に光が入射する際に黒色粒子２６が可視光線の一部を吸収し、ルーバー部２０とベース部３０との界面において反射する可視光線の強度を減衰させる。これにより、熱線吸収シート１０内での可視光線の多重反射の発生および干渉現象の発生を抑制することができ、熱線吸収シート１０全体の可視光領域における透過率を大幅に低減させることなく、多重像の発現を抑制することができる。

ルーバー部２０に含まれる黒色粒子２６としては、例えば黒色顔料等が挙げられ、具体的には、カーボンブラック、黒鉛、窒化チタン、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ等の複合酸化物、黒色酸化鉄、二酸化マンガン等の金属酸化物およびその混合物、アニリンブラック等の黒色顔料を用いることができる。また、上記黒色粒子は、可視光領域の光をほぼ全領域に渡って吸収するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、紺色、青色、紫色等の青みを帯びた粒子、赤みを帯びた粒子、黄色みを帯びた粒子等でもよい。さらに、上記黒色粒子は、複数種類の顔料等を混ぜ合わせて黒色とした粒子であってもよい。なお、上記黒色粒子は１種類であってもよく、２種類以上の黒色を示す粒子を配合したものであってもよい。このような黒色粒子２６の含有率は、一例として、ルーバー部２０の全質量（１００質量％)に対して、０．０１質量％〜１０質量％の範囲内で用いられる。

ルーバー部２０は、上述した熱線吸収材２５および黒色粒子２６の他に、バインダ樹脂、光開始剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を含んでいてもよい。このうち、バインダ樹脂は、電離放射線の照射により硬化し得る材料からなる。なお、電離放射線とは、電磁波が有する量子エネルギーで区分することもあるが、すべての紫外線（ＵＶ−Ａ、ＵＶ−Ｂ、ＵＶ−Ｃ）、可視光線、γ線、Ｘ線、電子線、活性エネルギー線等を意味する。

バインダ樹脂２７の材料としては、構造中にラジカル重合性の活性基を有するモノマー、オリゴマー、またはポリマーを主成分として重合された電離放射線硬化性樹脂が用いられ得る。この電離放射線硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、可視光線硬化性樹脂、近赤外線硬化性樹脂等が挙げられる。中でも紫外線硬化性樹脂および電子線硬化性樹脂を用いることが好ましく、具体的には、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、ポリチオール系等の反応性オリゴマー、ビニルピロリドン、２−エチルヘキシルアクリレート、β−ヒドロキシアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリテート等の反応性のモノマー等が挙げられる。

また、ルーバー部２０に含まれるバインダ樹脂２７は、可視光領域の光の屈折率が小さいものが好ましい。上述した熱線吸収材２５を構成する材料は、可視光領域の光の屈折率が大きいものが多く、バインダ樹脂２７の屈折率を小さくすることで、ルーバー部２０全体の屈折率を調整することができる。そして、ルーバー部２０全体の屈折率をベース部３０の屈折率に合わせることで、ルーバー部２０とベース部３０との界面において、可視光線が反射や屈折することを抑制することができ、この結果、可視光線を屋内に有効に取り込むことができる。

ルーバー部２０におけるバインダ樹脂２７の含有率は、ルーバー部２０の全質量（１００質量％）に対して、一例として、４０質量％〜９８質量％の範囲内の値とすることができる。

次に、ベース部３０を構成する材料について説明する。ベース部３０は、太陽光等の光源からの光を透過して、屋内に光を取り込むための部分である。上述したように、ベース部３０は、図１に示す主切断面において、隣り合う溝１４によって区画された略台形形状の断面部分を有する。より詳細には、ベース部３０は、第１面１１上において隣り合うルーバー部２０の底面２１の間に延びる底面３１と、ルーバー部２０の第２側面２３と、隣り合うルーバー部２０の第１側面２２と、隣り合う２つのルーバー部２０の先端同士を結ぶ仮想面としての上面３４と、によって、略台形形状の断面部分に区画されている。

このベース部３０の材料として、例えば、電離放射線の照射により硬化する材料、すなわち電離放射線硬化性樹脂が用いられる。上記電離放射線硬化性樹脂は、具体的には、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、可視光線硬化性樹脂、近赤外線硬化性樹脂等である。このうち紫外線硬化性樹脂および電子線硬化性樹脂としては、一例として、従来から慣用されている重合性オリゴマーないしはプレポリマーの中から適宜選択して用いることができる。また、ベース部３０に紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、光重合開始剤を併用することが好ましい。

さらに、ベース部３０は上述した材料に加え、耐候性をさらに向上させるために、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）を含有していてもよい。紫外線吸収剤としては、例えば酸化チタン等の無機系、および、トリアジン系等の有機系、のいずれであってもよい。さらに、ベース部３０は、さらにハードコート性や光安定剤（ＨＡＬＳ）や耐傷フィラー、重合禁止剤、架橋剤、帯電防止剤、接着性向上剤、酸化防止剤、レベリング剤、チクソ性付与剤、カップリング剤、可塑剤、消泡剤、充填剤等の添加剤を含有していてもよい。

また、ベース部３０は、可視光領域において所望の透過率を有するように調整され得る。ベース部３０の可視光領域における平均透過率は、一例として、７０％以上に調整される。前記平均透過率が上記範囲を満たすと、熱線吸収シート１０全体としての可視光領域における透過率を十分に得られるため、熱線吸収シート１０の外観が暗くなることや、室内等へ十分な採光が確保できずに室内等の照度が不足することを効果的に抑制することができる。なお、可視光領域における平均透過率は、測定対象となる部位をなすようになる材料を、後述する基材フィルムとしての東洋紡績製ＰＥＴフィルム（品番:コスモシャインＡ４３００、厚さ１００μｍ)の上に膜厚１μｍで成膜し、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−２４５０」、ＪＩＳＫ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値である。

ところで、光源として太陽を想定した場合、季節に応じて太陽の日周運動は変化する。図４（ａ）および（ｂ）に、日本における太陽の日周運動の一例を示す。このうち、図４（ａ）は夏至における太陽の日周運動を示す斜視図であり、図４（ｂ）は冬至における太陽の日周運動を示す斜視図である。図４（ａ）に示すように、夏至では、太陽は、真東よりも北側となる方角から昇り、正午に南の方角にて最大の南中高度をとり、その後に真西の方角を通過して真西よりも北側となる方角にて沈む。一方、図４（ｂ）に示すように、冬至では、太陽は、真東よりも南側となる方角から昇り、正午に南の方角にて最小の南中高度をとり、真西の方角に到達することなく、真西よりも南側となる方角にて沈む。

緯度をαとし、太陽の軌跡を含む平面と水平面との為す角度βとすると、角度βは季節によらず一定であり、α＝９０−βの関係が成り立つことが知られている。

よって、真西に面した窓１において、太陽の軌跡を含む平面に対して直角の方向にルーバー部２０が配置されていたとすると、どの季節であっても、太陽はルーバー部２０の短手方向に沿って移動することになる。これはすなわち、太陽の高度が高い間はルーバー部２０によって太陽光を遮光でき、太陽の高度が低くなると、ルーバー部２０の隙間から太陽光を屋内に効率よく取り込めて採光効率の向上が図れることを意味する。本実施形態は、この特徴を利用して、西側や東側に面した窓１については、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺から斜めに配置するものである。

窓１が真南に面して設置されている場合、どの季節においても、南中高度付近にある太陽からの光が窓１に入射されることになる。南中高度は、図４（ａ）に示す夏至のときに最も高くなり、図４（ｂ）に示す冬至のときに最も低くなる。したがって、窓１が真南に面して設置されている場合は、上述した熱線吸収シート１０内の複数のルーバー部２０をその長手方向が窓１の上下端辺に略平行になるように配置するのが望ましい。これにより、夏季はルーバー部２０に太陽光が入射されて熱線が吸収され、太陽高度の低い冬季は太陽光の一部をルーバー部２０の隙間から屋内に採り込むことができる。

これに対して、窓１が真西または真西に近い向きに面して設置されている場合、この窓１に入射される太陽の位置は、夏季であっても、図４（ａ）に示すように、南中高度よりも低い高度になる。また、冬季には、太陽の位置はさらに低い高度になる。熱線吸収シート１０内の複数のルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺に略平行に配置した場合には、斜め上方から太陽光が窓１に入射されることになり、冬季であっても、太陽光の多くはルーバー部２０に入射されてしまい、屋内に採り込まれる太陽光の割合が減少して、採光効率が悪くなる。

このような事情から、従来は西側に面した窓１にはルーバー部２０を設けないことが多かった。ところが、ルーバー部２０を設けないと、夏季の西日が窓１を通して屋内に入り込み、屋内が異常な高温になるおそれがある。特に、夏場は西日が窓１に入る時間が長いため、カーテンやブラインドを閉じる等の別途の遮光および遮熱手段を取る必要があった。

一方、本実施形態では、図２に示すように、熱線吸収シート１０内の複数のルーバー部２０をその長手方向が窓１の上下端辺から傾斜するように配置している。より理想的には、図５に示すように、ルーバー部２０は、太陽の軌跡を含む平面方向に直交する方向に傾斜して配置されている。これにより、季節を問わず、太陽光はルーバー部２０の短手方向に沿って進行することになり、夏季には太陽光をルーバー部２０の上面（第１面１１）に入射させて遮熱効果を発揮させることができるとともに、太陽高度が低くなる冬季にはルーバー部２０の隙間から太陽光を屋内に採り込みやすくなる。すなわち、本実施形態によれば、低い高度にある太陽からの太陽光を、ルーバー部２０の隙間からより多く屋内に取り込めるようになる。

なお、日没直前の太陽からの光は、夏季であっても水平面に対する入射角度が小さいため、図２や図５のようにルーバー部２０を斜めに配置しても、ルーバー部２０の隙間を通って屋内に入り込んでしまう。ただし、日没前は、太陽の高度が低いため、周辺の建造物等で太陽光が遮光されることも多く、また、積極的に外光を採り込んで屋内をできるだけ明るくしたいという要望も高いため、ルーバー部２０で遮光を行う必要性も少ない。したがって、日没前の太陽光がルーバー部２０の隙間を通過して屋内に入り込むことはそれほど大きな問題とはならない。

本実施形態による熱線吸収シート１０は、西側に設置された窓１において、水平面に対する太陽光の入射角度が約３０度以上のときに十分な遮熱機能を発揮する。例えば、緯度が北緯３５度の場合、夏至の南中高度は９０−３５＋２３．４＝７８．４度である。したがって、太陽光の入射角度が３０度になるのは、太陽が南西から西寄りに傾いた夕方である。太陽光の入射角度が３０度以上であれば、熱線吸収シート１０内の複数のルーバー部２０に太陽光が入射されるようになり、所望の遮熱機能が発揮される。

本実施形態による熱線吸収シート１０が遮光効果および採光効果を十分に発揮するには、熱線吸収シート１０を有する窓１の設置方向が重要である。真西から南西方向の範囲内では、図４で説明したように、季節を問わず太陽は斜めに移動するため、本実施形態のように、ルーバー部２０を窓１の上下端辺に対して斜めに配置するのが望ましい。これにより、太陽は、ルーバー部２０の短手方向に沿って移動することになり、太陽の高度が高いほど遮熱効果が高くなり、太陽の高度が低いほど採光効果が高くなる。特に、冬季は、太陽の高度がより低くなるため、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺から傾けて配置することで、ルーバー部２０の隙間から屋内に入り込む太陽光の割合を増やすことができ、採光効果の向上が図れる。

一方、南西よりも南側では、太陽は南中高度に近い高い高度を移動するため、ルーバー部２０を斜めに配置するよりも、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺に略平行に配置するのが望ましい。

また、夏至の時期は、太陽が真西よりもかなり北側に沈むため、窓１が真西から夏至のときの日没の方向までの範囲内に設置されていても、ある程度の遮熱効果は期待できる。ただし、真西よりも北側の範囲では、冬季には太陽光は入射されないため、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺から傾けて配置しても採光効率の向上はそれほど望めない。

以上をまとめると、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺から傾斜させて配置して夏季の遮熱効果と冬季の採光効果が得られるのは、南西方向から夏至の時期に太陽が沈む方向までの角度範囲に面して窓１を設置する場合であり、より望ましくは、南西から真西の角度範囲に面して窓１を設置する場合である。

ところで、本実施形態による熱線吸収シート１０を備えた窓１は、東側に設置することで、朝日に対しても有効な遮熱効果と採光効果を発揮する。この場合は、窓１を真東から南東方向の範囲内に設置するのが望ましい。真東から南東の範囲内では、季節を問わず太陽は斜めに移動するため、本実施形態のように、ルーバー部２０を窓１の上下端辺に対して斜めに配置するのが望ましい。これにより、太陽は、ルーバー部２０の短手方向に沿って移動することになり、太陽の高度が高いほど遮熱効果が高くなり、太陽の高度が低いほど採光効果が高くなる。特に、冬季は、太陽の高度がより低くなるため、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺から傾けて配置することで、ルーバー部２０の隙間から屋内に入り込む太陽光の割合を増やすことができ、採光効果の向上が図れる。

また、夏至の時期は、太陽が真東よりもかなり北側から昇るため、窓１を真東から夏至のときの日の出の方向までの範囲内に設置しても、ある程度の遮熱効果は期待できる。ただし、真東よりも北側の範囲では、冬季には太陽光は入射されないため、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺から傾けて配置しても採光効率の向上はそれほど望めない。

以上をまとめると、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺から傾斜させて配置して主に朝日の遮熱効果が得られるのは、南東から夏至の時期に太陽が昇る方向までの角度範囲に面して窓１を配置した場合であり、より望ましくは、南東から真東の角度範囲に面して窓１を配置した場合である。

次に、ルーバー部２０の長手方向の最適な傾斜角度について説明する。図６は図５を二次元平面に射影した図である。図６の直線Ａは太陽の軌跡を含む平面を表し、直線Ｂは水平面を表している。直線Ａと直線Ｂの為す角度β＝９０−αは春分および秋分の南中角度であり、αは窓１の設置場所の緯度である。熱線吸収シート１０のルーバー部２０の長手方向は、直線Ａから直交する方向、すなわち太陽の軌跡を含む平面の法線方向に沿って配置される。よって、ルーバー部２０の長手方向と水平面すなわち窓１の上下端辺との為す角度は、理想的には９０−β＝αとなる。このように、ルーバー部２０の長手方向は、理想的には、窓１の設置場所の緯度の角度分だけ、窓１の上下端辺から傾けて配置するのが望ましい。

ただし、ルーバー部２０の長手方向の傾斜角度が多少ずれても、ある程度の遮熱機能と採光機能は発揮される。また、窓１の設置場所ごとに、熱線吸収シート１０のルーバー部２０の傾斜角度を各設置場所の緯度に合わせるのは現実的ではない。よって、ある範囲内、例えば日本国内で設置する窓１については、日本の北海道から沖縄までの緯度範囲である北緯３５度±１０度で同じ熱線吸収シート１０が使えるように、ルーバー部２０の長手方向の傾斜角度には±１０度程度の誤差を許容するのが望ましい。

図７は北緯３５度における真西に面して設置された窓１でのルーバー部２０の傾斜角度と日射熱の取得割合との対応関係を示す図である。この図における傾斜角度とは、窓１の上下方向に延びる端辺、すなわち左右端辺に対する傾斜角度である。また、日射熱の取得割合とは、熱線吸収シート１０なしの窓１の日射熱の取得量に対する割合であり、マイナスの値が大きいほど遮熱効果が大きいことを示している。図７には、夏至、冬至および春分での上述した対応関係が図示されている。

窓１が北緯３５度の真西に面して設置される場合は、上述した図６で説明したように、理想的には、ルーバー部２０の長手方向が窓１の上下端辺に対して３５度傾斜しているのがよい。±１０度の誤差を許容する場合、ルーバー部２０の長手方向の傾斜角度は、窓１の上下端辺に対して２５〜４５度となる。この角度範囲は、窓１の鉛直方向に対して４５〜６５度となる。この角度範囲では、図７からわかるように、夏至の時期に十分に遮熱効果を発揮できることがわかる。なお、図７のグラフによれば、夏至の時期には、ルーバー部２０の長手方向を窓１の１の上下端辺に対して斜めに配置しても、上下端辺に対して平行に配置しても、ほぼ同等の遮熱効果を発揮できている。これは、夏至の時期は、真西に面した窓１に入射される太陽光の入射角度が他の時期よりも大きいため、ルーバー部２０の傾斜角度を変化させても、太陽光の多くはルーバー部２０の上面（第１面）に入射されるためと考えられる。

図８は窓１の鉛直方向に対するルーバー部２０の長手方向の傾斜角度が６０度と９０度の場合での日射熱の取得量を１時間おきに測定したデータを示す図である。なお、傾斜角度が９０度とは、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺に略平行になるように配置した場合であり、傾斜角度が６０度とは、ルーバー部２０の長手方向を窓１の上下端辺の方向から３０度の方向に配置した場合である。図８の総計値を比較すればわかるように、夏至の時期では、ルーバー部２０の傾斜角度が変わっても、日射熱の取得量の総計値はほとんど変わらない。一方、冬至の時期では、ルーバー部２０の傾斜角度が６０度の場合の方が９０度の場合よりも日射熱の取得量の総計値は多くなる。総計値が多いほど、屋内により多くの太陽光を採り込んでいることを示しており、ルーバー部２０を斜めに配置したことにより採光効率の向上が図れたことがわかる。

次に、本実施形態による熱線吸収シート１０の製造方法について説明する。図９は本実施形態による熱線吸収シート１０の製造工程を説明する図である。

図９に示すように、フィルム基材からなる基材シート１１１が、ロール状の原反１１２から繰り出され、熱線吸収シート１０のベース部３０に形成される溝１４を賦型するためのロール状の型１１４と加圧ローラ１１３との間に供給される。

次に、紫外線硬化性樹脂供給部１１５から供給される紫外線硬化性樹脂１２２が、基材シート１１１とロール状の型１１４との間に供給される。そして、基材シート１１１と紫外線硬化性樹脂１２２とが、加圧ローラ１１３とロール状の型１１４とによって挟持されて、当該ロール状の型１１４の外周に沿って搬送される。

ロール状の型１１４の外周近傍には、紫外線ランプ１１６が配置されており、当該紫外線ランプ１１６から紫外線が照射され、搬送中の紫外線硬化性樹脂１２２が硬化させられると共に紫外線硬化性樹脂１２２に溝１４が形成される。硬化した紫外線硬化性樹脂１２２は、基材シート１１１に固着して、中間シート１２３が形成される。中間シート１２３は、剥離ローラ１１７によって、ロール状の型１１４から剥離される。

以上の工程により、基材シート１１１および基材シート１１１上に賦型された紫外線硬化性樹脂１２２の硬化物からなる支持部１９が得られる。

続いて、熱線吸収材２５および黒色粒子２６を含む紫外線硬化性樹脂１２４が、供給装置１１８から供給されて中間シート１２３の溝１４に充填される。このとき、溝１４に入らなかった紫外線硬化性樹脂１２４は、ドクター１２０によって掻き取られる。中間シート１２３の溝１４に充填された紫外線硬化性樹脂１２４は、紫外線ランプ１２１から照射される紫外線によって硬化させられる。硬化した紫外線硬化樹脂と中間シート１２３とから熱線吸収シート１０が得られる。溝１４内に充填されて硬化された紫外線硬化樹脂にてルーバー部２０が形成される。

そして、熱線吸収シート１０の入光側の面をなす第１面１１に、接合層３を介して窓材２２が接合される。その際、ルーバー部２０の長手方向が窓材２２の基準となる端辺に対して所定の傾斜角度になるように、熱線吸収シート１０は窓材２２に対して傾けて配置されて接合される。これにより、窓１が作製される。

このように、本実施形態では、熱線吸収シート１０のルーバー部２０の長手方向を、窓１の基準となる端辺に対して傾斜した方向に配置するため、西側または東側に面して設置される窓１に入射される太陽光を夏季にはルーバー部２０に入射させて遮熱効果を発揮させ、冬季にはルーバー部２０の隙間から屋内に入射させて採光効果を発揮させることができる。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１ 窓、２ 窓材、１０ 熱線吸収シート、１１ 第１面、１２ 第２面、１４ 溝、２０ ルーバー部、２１ 底面、２２ 第１側面、２３ 第２側面、２５ 熱線吸収材、２６ 黒色粒子、２７ バインダ粒子、３０ ベース部、３１ 底面

Claims (7)

1. 基材と、
   前記基材上に配置されるシート材と、を備えた光制御部材であって、
   前記シート材は、
   一方の面に沿って離隔して形成される複数の溝を有するベース部と、
   前記ベース部の前記複数の溝の内部にそれぞれ形成され熱線吸収材料を含有する複数のルーバー部と、を有し、
   前記複数のルーバー部は、それぞれの長手方向が前記基材の基準となる端辺に対して傾斜した方向に配置される光制御部材。
2. 窓材と、
   前記窓材上に配置されるシート材と、を備えた窓であって、
   前記シート材は、
   一方の面に沿って離隔して形成される複数の溝を有するベース部と、
   前記ベース部の前記複数の溝の内部にそれぞれ形成され熱線吸収材料を含有する複数のルーバー部と、を有し、
   前記複数のルーバー部は、それぞれの長手方向が水平面から所定角度傾斜した方向に配置される窓。
3. 前記所定角度は、前記複数のルーバー部の長手方向が太陽の軌跡を含む平面の法線方向に略平行になるように設定される請求項２に記載の窓。
4. 前記所定角度は、当該窓の設置場所の緯度を基準として±１０度の範囲内の角度である請求項２または３に記載の窓。
5. 当該窓は、真西の方向を含む第１の角度範囲内、または真東の方向を含む第２の角度範囲内に面して配置される請求項２乃至４のいずれかに記載の窓。
6. 前記第１の角度範囲は、真西から南西までの角度範囲であり、
   前記第２の角度範囲は、真東から南東までの角度範囲である請求項５に記載の窓。
7. 前記第１の角度範囲は、夏至の太陽の沈む方向から南西までの角度範囲であり、
   前記第２の角度範囲は、夏至の太陽の昇る方向から南東までの角度範囲である請求項５に記載の窓。