JP5833877B2 - 遮光フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、窓ガラス等に貼着して日光を遮ることができる遮光フィルムに係り、特に、高角度で照射される光のみを遮って横方向からの光を透過させることができ、従って、日除けとして機能すると共に、外の景色を眺める際の妨げにもならない遮光フィルムに関する。

窓から室内に照射される日光を遮り、室内の光量を調節するための日除けとしては、通常の場合、簾、カーテン、ブラインド、等が多く用いられている。しかしながら、簾やカーテン等では、開閉する手間が煩雑であるばかりでなく、季節によってカーテン等を付け外ししたり、取り替える必要も生じる。
そこで、窓ガラスに半透明の遮光フィルムを貼着して日光の一部の一部を遮りつつ、その遮光フィルムを通して外の景色を眺め、景観を楽しめるようにする方法も、一部で採用されている（例えば特許文献１）。

上記したような従来の遮光フィルムは、顔料等の遮光剤が樹脂中に分散された構造のものが多く、遮光を重視する場合には遮光剤の含有量が多い遮光フィルムが選択され、景観を重視する場合には遮光剤の含有量が少ない遮光フィルムが選択されている。即ち、遮光剤の量を調節することにより光線の透過量を調節して目的に合致した遮光フィルムを製造しているが、この方法では、遮光剤の含有量を多くした場合は外の景色が見えにくくなり、逆に少なくした場合は日除けとしての効果が十分でないので、景観と日除けを両立できないという欠点がある。

景観と日除けを両立し得る遮光フィルムとしては、一定の温度でゾル・ゲル転移を起こし、ゾル状態とゲル状態で光線透過率が異なる材料を用いた遮光フィルムが提案されている（例えば特許文献２）。このような遮光フィルムによれば、温度が高いときには光線透過率が下がり、日除けとして十分機能する一方、温度が低いときには光線透過率が上がり、窓からの景観を楽しむことができる。しかしながら、温度が高いときには窓から外を眺めるのが困難になり、また温度が低いときには日除けとしての機能が殆どなく、景観と日除けの効果を同時に得ることはできないという欠点がある。

景観と日除けの効果を同時に得ることができる技術として、２枚のプリズムシートを低屈折層を介してプリズム面が外側になるように配置した日除けが提案されている（特許文献３）。しかしながらこのような日除けでは、粘着剤等を用いて窓に貼り付けようとすれば貼着面のプリズムが粘着剤で埋まってしまうためプリズムシートとしては機能しなくなって所望の景観性が得られなくなるので、結局、この日除けを窓に貼り付けることができず、遮光フィルムとしては使用できない。

特開２０００−２１４３１０号公報 特開平５−１７７７５７号公報 特開２０１０−２４６７４８号公報

本発明はかかる実情に鑑み、上記、従来技術の問題点を解消し、日除けとして十分な機能を有すると共に、景観を妨げず窓から好適に風景を眺めることができ、景観と日除けの効果を同時に得ることができる遮光フィルムの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたもので、その特徴は、プリズムシート状層における三角柱状の突条の延伸方向に対して垂直な方向から、斜め蒸着により、金属粒子を三角柱状の突条の斜面の一方に蒸着して遮光層を形成させ、三角柱状の突条の上端を除去して突条の形状を断面視台形状にしてから、遮光層の上から充填層を積層する遮光フィルムの製造方法を内容とする。

本発明の製造方法で得られる角度選択性遮光フィルムによれば、夏の日光など、高角度で照射される光を透過させないが、横方向又は下方向から照射される光を透過させることができるので、日除けとして機能するとともに、当該遮光フィルムが貼着された窓を通して景色を眺めることができ、日除けとしての機能と景観を同時に得ることができる。

遮光層の組成を蒸着された金属とすれば、上方向からの光を透過させずに、横方向からの光をさらに通過しやすくすることができ、より快適に外の景色を眺めて景観を楽しむことができる。

充填層の組成を微粘着性材料とすれば、窓ガラスを水拭きしてから当該遮光フィルムの充填層を重ねるだけで好適に窓ガラスに貼り付けることができ、しかも、当該遮光フィルムを貼り付けたくない部分に不意に貼り付くことがないので、取り扱いが容易になる。

図１は本発明に係る遮光フィルムの概略説明図である。 図２は本発明に係る遮光フィルムの別例を示す概略説明図である。 図３は本発明に係る遮光フィルムの更に別の例を示す概略説明図である。 図４は本発明に係る遮光フィルムの更に別の例を示す概略説明図である。 図５は本発明に係る遮光フィルムにより横方向から照射される光を透過させる場合の光路を示す説明図である。 図６は本発明に係る遮光フィルムにより高角度からの光を反射させる場合の光路を示す説明図である。 図７は本発明に係る遮光フィルムの更に別の例を示すとともに、本例の遮光フィルムに対し光が照射された場合の光路を示す概略説明図である。 図８は本発明に係る遮光フィルムの製造方法の一例を示す概略説明図である。 図９は本発明に係る遮光フィルムの製造方法の別例を示す概略説明図である。

本発明における遮光フィルム１は、図１、図２に示すように、プリズムシート状層２と遮光層４と充填層５からなり、プリズムシート状層２は内面側に三角柱状又は台形柱状の突条３が平行に並列された立体形状部３３が形成されており、遮光層４は上記立体形状部３３の２方向の斜面のうち、一方の斜面のみに積層されており、充填層５は立体形状部３３の上から遮光層４を挟み込むように積層されていることを特徴とする。

本発明の遮光フィルム１で使用するプリズムシート状層２は、片面が立体形状部３３とされたフィルム状又はシート状の部材である。
本発明における典型的な立体形状部３３は、図１に示すように、三角柱状の突条３が平行に並列された、いわゆるプリズムアレイと同様の形状になっている。即ち、通常、プリズムシートやプリズムフィルムとして用いられているシートやフィルム類が本発明におけるプリズムシート状層２として使用できる。突条のピッチＰについては特に限定されず、通常のプリズムシートの場合と同様、数十μｍ〜数百μｍのなかから任意に選択して使用することができる。また、図２に示すように、プリズムアレイからその稜線の部分を取り除いたような、台形柱状の突条３が平行に並列された形状でもよい。

立体形状部３３の三角柱状の突条３における頂角の角度については、求める性能に応じて設計すればよく、例えば浅い角度で照射される光を遮蔽したい場合には、図３に示したように、頂角の角度を大きくして斜面の角度を地面に対して深く（遮光フィルムに対して浅く）すればよいし、真夏の太陽のように深い角度で照射される光のみを遮蔽したい場合には、上記とは逆に、頂角の角度を小さくして斜面の角度を地面に対して浅く（遮光フィルムに対して深く）すればよい。
但し、頂角の角度を７０°未満にすると、例えば樹脂製のプリズムシート状層２の場合は三角柱の頂部先端まで樹脂が行き渡らなかったり、三角柱の稜線の部分が欠けやすくなり、立体形状部３３の形状が乱れて遮光性、景観性に悪影響を及ぼす場合があるので、７０°以上とするほうが好ましい。また、頂角の上限については、日本における６〜８月の昼間の太陽高度を勘案し、１４０°以下が好ましい。

なお、突条３の形状は対称形である必要はなく、例えば図４に示すように、上側の斜面の角度を遮光フィルム１に対して浅く、下側の斜面の角度を遮光フィルム１に対して深くするなど、突条の断面形状を不等辺三角形状とすることもできる。
立体形状部３３が台形柱状の突条３からなる場合、初めから台形柱状の突状３が設けられた立体形状部３３を用いてもよいが、上記のような三角柱状の突条３を形成してから研磨等の方法により三角柱状の突条３の稜線の部分を取り除けば、一つの金型で多種類の立体形状部３３を形成できるので簡便である。

プリズムシート状層２の外面側の形状は特に限定されず、通常は平坦面とされるが、例えば表面反射を防ぐためのモスアイ構造を設けるなど、本発明の機能を損なわない範囲で、所定の機能を得るために任意の構造を設けることができる。

プリズムシート状層２の材質は、透明度が高い素材であれば使用可能であり、具体的には、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート、ポリイミド等の熱可塑性樹脂や、アクリル系樹脂等の電離性放射線等により硬化する硬化性樹脂等の透明材料の中から、求める性能に応じて選択して使用することができる。

本発明において遮光層４は、上記プリズムシート状層２における立体形状部３３の２方向の斜面のうち、一方向のみに積層される。その材質は、不透明である限り特に限定されないが、当該遮光層４で光が鏡面反射するような物質、例えば金属膜であれば、図５に矢印（ｂ）として示したように光が反射することにより、横方向における透光性（景観性）が向上するので好ましい。このような鏡面反射する遮光層４は、例えばアルミニウム等の金属を蒸着することにより得られる。

本発明において充填層５はプリズムシート状層２の立体形状部３３を埋めることにより、プリズムシート状層２からプリズムとしての機能を取り除くための層である。即ち、プリズムシートは横方向から入射された光をそれぞれ角度が異なる２方向に分離させて屈折させる性質があり、また、見る方向によっては特有の光沢を感じさせる性質があるので、プリズムシートをそのまま用いれば景観性を妨げるが、本発明においては充填層５を設けることによりこのような弊害を取り除き、景観性を向上させている。
充填層５の材質は特に限定されないが、プリズムシート状層２との間で屈折を生じさせないようにするため、屈折率がプリズムシート状層２を構成する材料の屈折率に近い透明材料を用いるのが好ましい。屈折率が等しい材料を用いるのが最も好ましいが、屈折率の差が０．１以下であれば景観性に殆ど影響を与えない。例えばプリズムシート状層２が屈折率１．５８５のポリカーボネートからなる場合、充填層５の素材として、屈折率１．６８５〜１．４８５の透明材料を選択すれば、この遮光フィルム１を通して景色を眺めた場合でも違和感は殆どない。

本発明においては遮光フィルム１を窓ガラス等に貼着するための粘着層（図示せず）をプリズムシート状層２又は充填層５の上に積層することもできるし、上記の充填層５を粘着性材料により形成することもできる。その材質は適切な接着性を有する限り特に限定されず、天然糊料、合成糊料（メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメトルセルロースなどのセルロース類、ポリビニルアルコールなどの化学糊）、合成樹脂または無機接着剤等を用いることができる。
特にエチレン酢酸ビニルコポリマー、微粘着性オレフィン系エラストマー、アクリル系微粘着ポリマー等の微粘着性材料を用いれば窓ガラスを水拭きしてから、窓ガラスの表面に水分が残っているうちに本発明の遮光フィルムの充填層５を押し付けるだけで、好適に本発明の遮光フィルム１を窓ガラスに接着することができ、また接着した遮光フィルムを剥がすのも容易である。さらに、貼着作業中に遮光フィルム１が撓んで充填層５同士が接着したり、窓枠など遮光フィルムを貼り付けたくない箇所に当該遮光フィルムを誤って接着するような失敗も防止できる。
なお、粘着性材料からなる充填層５や粘着層の上には必要に応じて離型紙等（図示せず）を設けることができる。

本発明の遮光フィルム１の使用方法は特に限定されないが、例えば窓ガラスに貼着して日光を遮蔽しつつ横方向及び下方向からの光を遮らない、日除けと景観を両立できる遮光フィルム１として用いることができる。
即ち、窓ガラスに貼着した場合、横方向または下方向から照射される光は、図５に示すように、遮光層４の間をすり抜けて室内に入射する（ａ）か、遮光層４が鏡面反射する場合には２回反射して室内に入射する（ｂ）ため、本発明の遮光フィルム１を通して外の景色を好適に眺めることができる。なお、図５に示すように、遮光層４の間をすり抜けた光（ａ）と反射を繰り返して入射した光（ｂ）は上下が入れ替わっているので、外の景色も若干ぼやけて見えるが、立体形状部３３における突条３のピッチＰを十分に小さく（例えばピッチ２００μｍ以下）すれば、実質上、景観を楽しむ上で障害にはならない。
また、太陽光など高い高度から照射される光は、図６に示すように、遮光層４に吸収される（ａ）か、遮光層４が鏡面反射する物質からなる場合には遮光層４で反射される（ｂ）ため、室内に日光は差し込まない。

また、図７に示したように、遮光層４の角度が地面に対して浅く（遮光フィルムに対して深く）、且つ、遮光層４が鏡面反射する場合は、遮光フィルム１に照射される直射日光を天井側に曲げることも可能である。この場合、天井に照射される日光を拡散反射させて、間接照明として用いることができる。

以下、本発明の遮光フィルムの製造方法について説明する。
本発明におけるプリズムシート状層は、従来よりプリズムフィルム、プリズムシートとして使用されているシート、フィルムと実質的に同じものであり、これらと同様の方法で成形できるが、その方法を具体的に例示すれば、シート状に溶融押出しした熱可塑性樹脂をゴムロールと冷却ロールの間で押圧しつつ冷却する方法において、冷却ロールとして表面に立体形状部の雌型が刻設されたものを用いる方法等が本発明においても好適に利用できる。

このプリズムシート状層における立体形状部の２方向の斜面のうち、一方の斜面のみに遮光層を積層する。積層する方法は特に限定されないが、斜め蒸着法によりレンズの斜面の一方のみに金属、好ましくはアルミ金属を蒸着する方法が例示できる。
具体的には、タングステンワイヤーの上に金属アルミニウムを載せてからタングステンワイヤーに通電して金属アルミニウムを蒸発させ、蒸着源Ｖを作る。この蒸着源Ｖを、図８に示すように、プリズムシート状層２における三角柱状の突条の延伸方向に対して垂直な方向に載置し、この方向から蒸発したアルミニウム金属粒子をプリズムシート状層２に向かって斜め上から吹き付ける。このようにすれば、アルミニウム金属粒子を三角柱状の突条の２斜面のうちの一方の斜面に蒸着させることができ、好適に遮光層を形成させることができる。

また、図９に示すように、プリズムシート状層２をロールＲに沿って湾曲させ、外縁部のみを残して蒸着源ＶとロールＲの間を遮蔽板Ｂ等で遮蔽し、ロールＲを回転させながらロールＲの接線方向からのみアルミニウム金属粒子を蒸着するようにすれば、遮光層４の厚さを均一にすることが出来る。

遮光層４を形成させた後に、当該遮光層４の上から充填層５を積層する。積層する方法は特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂をシート状に押出し、プリズムシート状層２の立体形状部３３の上から遮光層５を挟み込むように配置してから、これを冷却ロールとゴムロールの間で加圧冷却する方法が例示できる。

以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実施例１
市販のプリズムシート（五洋紙工社製、型番：ＧＴＬ−６０００、レンズの頂角：９０°、シートに対する斜面の傾斜角：４５°／４５°、プリズムのピッチ：５０μｍ）をプリズムシート状層として使用し、これに斜め蒸着法により、プリズムの一方の斜面のみにアルミニウム金属粒子を蒸着させて遮光層を形成した。
次に、充填層としてＥＶＡ樹脂ペレット（住友化学社製）をシート状に押出し、上記のプリズムシート状層の立体形状部の上から遮光層を挟み込むように配置してから、これを冷却ロールとゴムロールの間で加圧して積層することにより遮光フィルムを得て、これを実施例１とした。

実施例２
プリズムシート状層として、上記市販のプリズムシートと同じ樹脂からなり、レンズの頂角が９０°、シートに対する斜面の傾斜角が５０°／４０°であるプリズムシートを使用し、傾斜角が５０°の斜面にアルミニウム金属を蒸着させた他は実施例１と同様にして実施例２の遮光フィルムを得た。

実施例３
プリズムシート状層として、上記市販のプリズムシートと同じ樹脂からなり、レンズの頂角が９０°、シートに対する斜面の傾斜角が６０°／３０°であるプリズムシートを使用し、傾斜角が６０°の斜面にアルミニウム金属を蒸着させた他は実施例１と同様にして実施例３の遮光フィルムを得た。

実施例４
プリズムシート状層として、上記市販のプリズムシートと同じ樹脂からなり、レンズの頂角が７０°、シートに対する斜面の傾斜角が５５°／５５°であるプリズムシートを使用した他は実施例１と同様にして実施例４の遮光フィルムを得た。

実施例５
プリズムシート状層として、上記市販のプリズムシートと同じ樹脂からなり、レンズの頂角が１２０°、シートに対する斜面の傾斜角が３０°／３０°であるプリズムシートを使用した他は実施例１と同様にして実施例５の遮光フィルムを得た。

比較例
市販のプリズムシート（五洋紙工社製、型番：ＧＴＬ−６０００、レンズの頂角：９０°、シートに対する斜面の傾斜角：４５°／４５°、プリズムのピッチ：５０μｍ）をそのまま使用して、比較例の遮光フィルムとした。

上記した実施例及び比較例の遮光フィルムを垂直な窓ガラスに遮光層４を設けた斜面が上側になるように貼着し、水平方向から斜め上７０°まで５°刻みの各方向からそれぞれ光を照射し、遮光性及び景観性（外の景色の透視性）を肉眼で評価した。評価結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例の遮光フィルムは、いずれも水平方向からの光を殆ど全部透過させており景観性は良好であったが、比較例の遮光フィルムは半透明状に白く見えるとともに、僅かに見える景色も２重写しのように見え、また表面側がぎらついて見えるので、違和感が強く、景観性は不良であった。
斜め上方向からの光については、実施例１については４５°以上、実施例２については５０°以上、実施例３については６０°以上、実施例４については５５°以上、実施例５については６０°以上の角度で入射された光をほぼ完全に遮断していた。比較例については４５°を境に光の透過量が急激に下がったが、完全には遮断できなかった。

叙上のとおり、本発明の製造方法に係る遮光フィルムは、窓ガラスに貼着した際に、高角度から照射される光のみを遮断し、横方向又は下方向から照射される光は透過させることができるので、日除けとして十分な機能を有すると同時に、窓から外の景色を眺める際の妨げにならず、従って、従来は二律背反していた日除けと景観を同時に達成することが可能な遮光フィルムとして頗る有用である。

１ 遮光フィルム
２ プリズムシート状層
３ 突条
３３ 立体形状部
４ 遮光層
５ 充填層
Ｖ 蒸着源
Ｒ ロール間
Ｂ 遮蔽板

Claims (1)

1. プリズムシート状層における三角柱状の突条の延伸方向に対して垂直な方向から、斜め蒸着により、金属粒子を三角柱状の突条の斜面の一方に蒸着して遮光層を形成させ、
   三角柱状の突条の上端を除去して突条の形状を断面視台形状にしてから、
   遮光層の上から充填層を積層することを特徴とする遮光フィルムの製造方法。

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