JP5920553B1

JP5920553B1 - 採光パネル及びその製造方法

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Publication number: JP5920553B1
Application number: JP2016029275A
Authority: JP
Inventors: 柏木　剛; 剛柏木; 一信小川; 宮田　英樹; 英樹宮田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2032-01-31
Also published as: JP2016139144A

Abstract

【課題】効率良く採光でき、窓に適用した場合に室内側から室外側を見ることが可能な採光パネルを提供する。【解決手段】透光性を有する板状のパネルと該パネルの一方の面側に貼合された積層体とを備え、積層体が、透光性を有する板状の基材層と、該基材層上に形成された光拡散層と、該光拡散層の基材層とは反対側に積層された透光性を有する板状の保護層と、を備え、光拡散層が、パネル側が短い上底、保護層側が長い下底である台形断面を具備して光を透過可能に並列された光透過部と、該光透過部間に形成され、パネル側が長い下底、保護層側が短い上底である台形断面を具備して、到達した光を界面反射する光拡散部とを備え、光透過部は、基材層側の面とその対向面とが平行であり、光透過部と光拡散部との界面は何れの部位でもシート面法線に対して０度より大きく２０度以下の傾斜を有する折れ線状である。【選択図】図２

Description

本発明は、建物等の内部に日光等の外光を採り入れるための装置である採光パネル、及び該採光パネルの製造方法に関する。

いわゆる窓ガラス等により、建物等の内部に日光等の外光を採り入れて快適な空間を形成することは周知である。これに対し、直射日光を制御してより快適な態様で採り入れる技術がこれまでにいくつか提案されている。

例えば特許文献１には、太陽光を建物内に取り入れる光取り入れ部に配置される太陽光取り入れ制御用の光制御シートであって、該シート全体が、太陽光を透過する光透過性材料からなる光透過性部と、太陽光を吸収する光吸収材料からなる遮光部群とからなり、且つ、遮光部群は、シート内の一方向に、所定ピッチで、光吸収材料からなる遮光部を複数、配列させているものであることを特徴とする光制御シートが開示されている。

また、特許文献２には、太陽光を採り入れるよう建物の開口部に設けられる板状の採光用光学素子であって、同一平面上に詰めて設けられた多数のプリズム部から成り、各プリズム部の斜面は、太陽の仰角が臨界仰角より小さい場合には太陽光を透過させ臨界仰角以上の場合には全反射させる角度となっており、太陽の仰角が臨界仰角以上の場合の全体の採光量は、臨界仰角より小さい場合の全体の採光量に比べて少なくなっていること特徴とする採光用光学素子が開示されている。

特開２０１０−２５９４０６号公報特開２００３−１５７７０７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような構成の光制御シートでは、外光（太陽光）の一部を遮光部群が吸収してしまうため、該光制御シートを建物等の窓に適用した場合、外光を効率的に室内に採り入れることが難しかった。また、特許文献２に開示されている技術では、プリズム状の凹凸が室内側に露出しているため、その耐久性に問題があった。さらに、特許文献２に開示されている技術では、外側から入射する光について制御することができるが、室内側から外を見たときにも像が屈折するため、外の景色を見るための鮮明さに不足があった。

そこで本発明は上記した問題点に鑑み、効率良く採光でき、窓に適用した場合に室内側から室外側を見ることが可能な採光パネルを提供することを課題とする。また、当該採光パネルの製造方法を提供する。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、これにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、透光性を有する板状のパネル（１１）と該パネルの一方の面側に貼合された積層体（１２ａ、１２ｂ）とを備え、積層体が、透光性を有する板状の基材層（１４）と、該基材層上に形成された光拡散層（１５ａ、１５ｂ）と、該光拡散層の基材層とは反対側に積層された透光性を有する板状の保護層（１９）と、を備え、光拡散層が、パネル側が短い上底、保護層側が長い下底である台形断面を具備して光を透過可能に並列された光透過部（１６）と、該光透過部間に形成され、パネル側が長い下底、保護層側が短い上底である台形断面を具備して、到達した光を界面反射する光拡散部（１７ａ）とを備え、光透過部は、基材層側の面とその対向面とが平行であり、光透過部と光拡散部との界面は何れの部位でもシート面法線に対して０度より大きく２０度以下の傾斜を有する折れ線状である、採光パネル（１０ａ）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の採光パネルにおいて、光透過部の光拡散部との界面がマット面である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の採光パネルにおいて、積層体が、パネルが備えられる側とは反対側の面にハードコート層（２０）を備えている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の採光パネルにおいて、積層体が、紫外線吸収剤、熱線吸収剤、又は近赤外線吸収剤の少なくもいずれかを含む層を備えている。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の採光パネルの製造方法であって、接着層が一方の面に積層された基材層の他方の面に光拡散層を形成する工程と、光拡散層の基材層とは反対側に保護層を積層する工程と、接着層を介して積層体をパネルに貼合する工程と、を含む、採光パネルの製造方法である。

本発明によれば、効率良く採光でき、窓に適用した場合に室内側から室外側を見ることが可能な採光パネル、及び該採光パネルの製造方法を提供することができる。

第一形態にかかる採光パネル１０ａが適用された窓１の正面図である。第一形態にかかる採光パネル１０ａの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。第二形態にかかる採光パネル１０ｂの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。第三形態にかかる採光パネル１０ｃの断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。

図１は第一形態にかかる採光パネル１０ａが適用された窓１を正面から見た図である。このように採光パネル１０ａの外周部に枠体２が取り付けられることにより、窓１が形成される。そして当該窓１が建物の開口部に配置される。

図２は、図１にＩＩ−ＩＩで示した鉛直方向における断面図のうち採光パネル１０ａの部分の断面を示し、その層構成を模式的に表した図である。図２では見易さのため、繰り返しとなる符号は一部省略している（以降に示す各図において同じ。）。

採光パネル１０ａは、パネル１１、該パネル１１に貼合された積層体１２ａを備えている。また、積層体１２ａは、接着層１３、基材層１４、光拡散層１５ａ、接着層１８、保護層１９、ハードコート層２０を備えている。以下、採光パネル１０ａを構成するこれらの構成要素について説明する。なお、図２では採光パネル１０ａが垂直になるように建物等に取り付けられた姿勢で表されており、図２の紙面左が室外側、紙面右が室内側、紙面上方が天、紙面下方が地となる。

パネル１１は、窓ガラスや樹脂パネル等、通常の建物や乗り物の窓等に用いられる透光性を有する板状の透光パネルである。従って、パネル１１を構成する部材としては公知の板ガラスや樹脂パネルを用いることができる。

接着層１３は、パネル１１と積層体１２ａとを接着するための層である。接着層１３を構成する材料としては、パネル１１と積層体１２ａとを接着できるものであれば特に限定されず、公知の粘着剤、接着剤、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。接着層１３を構成する材料としては、例えばアクリル系の粘着剤を用いることができ、さらに具体的にはアクリル系共重合体とイソシアネート化合物とを組み合わせた粘着剤を挙げることができる。ただし、接着層１３を構成する材料は、採光パネル１０ａの性質上、透光性、耐候性に優れた材料によることが好ましい。

接着層１３の厚みは特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。接着層１３が薄過ぎるとパネル１１と積層体１２ａとの密着性が低下する虞がある。また、接着層１３が厚過ぎると接着層１３の厚さを均一にすることが困難になる。

基材層１４は、光拡散層１５ａを形成するための基材となる層であり、透光性を有するとともに、光拡散層１５ａの変形を防止できるように支持する。かかる観点から、基材層１４を構成する材料の具体例として例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等のうちの１つ以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を挙げることができる。

基材層１４の厚さは特に限定されないが、２５μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。基材層１４の厚さがこの範囲を外れると、加工性に問題を生じる虞がある。例えば、基材層１４が薄過ぎればしわが生じやすくなる。また、基材層１４が厚過ぎれば、中間工程において巻き取ることが難しくなる。

光拡散層１５ａは、一方の面側から入射した光（後述するように、特に上方から入射した光）を拡散させて他方の面側に出射可能な層である。光拡散層１５ａは、図２に示した断面を有して紙面奥／手前側に延在する形状を有する。すなわち、図２に表れる断面において、台形である光透過部１６、及び、該光透過部１６の間に形成された断面が台形の凹部内に形成された光拡散部１７ａを備えている。

光透過部１６は光を透過する部位であり、光透過部１６の基材層１４側の面とその対向面（保護層６側の面）とが平行に形成されている。光透過部１６の基材層１４側の面とその対向面とが平行に形成されていることによって、後に説明するように採光パネル１０ａを窓に適用した場合に室内側から室外側の景色が見やすくなる。

光透過部１６を構成する材料は、基材層１４と同じであってもよいし、異なっていてもよい。ただし両者間で屈折率差があるとその界面で光が偏向されてしまう可能性が高まるので、同じ材料であること、又は異なる材料であっても屈折率差が小さい、あるいは屈折率差がないことが好ましい。
光透過部１６と基材層１４とを同じ材料で構成する場合には、基材層１４と光透過部１６とを一体に形成することもできる。また、光透過部１６と基材層１４とを異なる材料で構成する場合、及び同じ材料で構成する場合であっても、基材層１４と光透過部１６を別々に形成し、公知の手段により積層してもよい。
光透過部１６の形成方法の具体例は後で説明する。

光透過部１６を構成する材料としては、例えば、アクリル、スチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル等の一以上を主成分とする透明樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）を挙げることができる。

光透過部１６はシート面に沿った方向に所定の間隔で並列される。従って、光透過部１６間には、台形断面を有する凹部が形成されている。該凹部は、光透過部１６の上底側に下底を有し、光透過部１６の下底側に上底を有する台形状の断面を有した溝であり、ここに後述する必要な材料が充填されることにより光拡散部１７ａが形成される。すなわち、図２に表れる断面において、光透過部１６は、基材層１４側となる面に下底を有し、これとは反対側の面に該下底より短い上底を有する台形の断面を有する要素である。光拡散部１７ａの台形断面を構成する斜辺の角度θ１は、０°以上２０°以下であることが好ましい。θ１が０°未満（図２に表れる断面において、光拡散部１７ａの基材層１４側の幅より接着層１８側の幅が短い形状）になるように光拡散部１７ａを形成するとすれば、後述するようにして光拡散層１５ａを形成する際に用いる金型の作製が困難になり、また、後述するようにして光拡散層１５ａを形成する際に用いる金型の離型性が悪くなる。一方、θ１が大き過ぎると開口幅（図２に表れる断面において、光拡散部１７ａの接着層１８側の幅）に対する高さ（光拡散層１５ａの厚さ方向の長さ）のアスペクト比を大きくする事が困難になり、光拡散層１５ａによって後述する所望の効果を得ることが難しくなる。

ただし、本形態において光透過部及び光拡散部の形状は図２に例示した形態に限定されない。光透過部は基材層側の面とその対向面とが平行に形成されていればよい。したがって、図２に表れる断面に相当する断面において、光透過部は矩形であってもよく、上記台形の斜辺に相当する部分が曲線状（当該曲線の接線が各部において上記θ１と同じ条件であることが好ましい。）や折れ線状（折れ線を構成する各線が上記θ１と同じ条件であることが好ましい。）となっていてもよい。

また、光拡散部１７ａが並列されるピッチは特に限定されないが、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。光拡散部１７ａのピッチが狭すぎると、光拡散層１５ａによって後述する所望の効果を得ることが難くなる。また、光拡散部１７ａのピッチが狭すぎると、光拡散部１７ａを形成することが困難になったり、後述するようにして光拡散層１５ａを作製する際に金型の離型性が悪くなったり、加工性が悪くなる虞がある。また、光拡散部１７ａの開口幅（図２に表れる断面において、接着層１８側の幅）は特に限定されないが、５μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。光拡散部１７ａの開口幅が狭すぎると、光拡散層１５ａによって後述する所望の効果を得ることが難くなる。また、光拡散部１７ａの開口幅が狭すぎると、光拡散部１７ａを形成することが困難になったり、後述するようにして光拡散層１５ａを作製する際に金型の離型性が悪くなったり、加工性が悪くなる虞がある。

光拡散部１７ａは、到達した光を拡散反射させることができるように構成されている。このような光拡散部１７ａは、例えば以下の材料を光透過部１６間の凹部に充填することによって形成することができる。光拡散部１７ａを構成する材料としては、隠蔽性のあるものが好ましい。このような材料としては、例えば白色顔料や銀色顔料が挙げられる。白色顔料としては、例えば、酸化チタン、二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などの金属酸化物が挙げられる。銀色顔料としては、例えば、アルミニウム、クロムなどの金属が挙げられる。

また、光拡散部１７ａと光透過部１６との界面において光を拡散反射させ易くするという観点からは、光透過部１６の光拡散部１７ａとの界面をマット面としてもよい。

光拡散層１５ａの厚さは特に限定されないが、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。光拡散層１５ａが薄過ぎると後述する所望の効果を得難くなったり、微細な加工（光拡散部１７ａの形成など）を施すことが難しくなったりする虞がある。また、光拡散層１５ａが厚過ぎると後述するようにして光拡散層１５ａを作製する際に、金型が離型し難くなるなど、加工性が悪くなる虞がある。

接着層１８は、保護層１９を光拡散層１５ａの基材層１４とは反対側に貼り付けるための層であり、かかる機能を有する各種のものを用いることができる。接着層１８に用いられる材料は特に限定されることはないが、公知の粘着剤、接着剤、紫外線硬化樹脂、電離放射線硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。例えばアクリル系の粘着剤を用いることができ、さらに具体的にはアクリル系共重合体とイソシアネート化合物を組み合わせた粘着剤を挙げることができる。ただし、採光パネル１０ａの性質上、透光性、耐候性に優れた材料によることが好ましい。

接着層１８の厚みは特に限定されないが、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。接着層１８が薄過ぎると保護層１９と光拡散層１５ａとの密着性が低下する虞がある。また、接着層１８が厚過ぎると接着層１８の厚さを均一にすることが困難になる。

保護層１９は、上記基材層１４と対になり、光拡散層１５ａを挟むように配置される層であり、基材層１４と併せて光拡散層１５ａを保護する機能を有する。保護層１９はこのような機能を有するものであれば、その材料は特に限定されることはないが、例えば上記した基材層１４と同様の材料により構成することができる。

ハードコート層２０は、表面保護を目的として、採光パネル１０ａのうちパネル１１とは反対側の最表面に設けられる層である。ハードコート層２０は透明な樹脂層として形成することができ、擦り傷、表面汚染に対する耐性の観点から、硬化性樹脂が硬化してなる樹脂硬化層として形成することが好ましい。
具体的には電離放射線硬化性樹脂、その他公知の硬化性樹脂等を要求性能に応じて適宜採用すればよい。電離放射線硬化性樹脂としては、アクリレート系、オキセタン系、シリコーン系などが挙げられる。例えば、アクリレート系の電離放射線硬化性樹脂は、単官能（メタ）アクリレートモノマー、２官能（メタ）アクリレートモノマーモノマー、３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーなどの（メタ）アクリル酸エステルモノマー、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルオリゴマー乃至は（メタ）アクリル酸エステルプレポリマーなどからなる。さらに３官能以上の（メタ）アクリレートモノマーを例示すれば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等がある。

また、ハードコート層２０には、耐汚染性向上の機能を追加してもよい。これは例えばシリコーン系化合物、フッ素系化合物などを添加することにより可能となる。さらにその他の機能として帯電防止性向上、撥水性向上の機能を有するものとしてもよい。帯電防止性向上のために用いることができる材料としては、電子伝導タイプではＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ＰＥＤＯＴ（Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）；３，４−エチレンジオキシチオフェンポリマー）とＰＳＳ（ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）；スチレンスルホン酸ポリマー）とを共存）などが挙げられ、イオン導電タイプではリチウム塩系材料などが挙げられる。また、撥水性向上のために用いることができる材料としては、フッ素系化合物などが挙げられる。

以上説明した採光パネル１０ａは例えば次のように製造することができる。

採光パネル１０ａは、パネル１１に積層体１２ａを貼合することによって製造することができる。積層体１２ａは、例えば次のように作製することができる。

まず、光拡散層１５ａは金型ロールを用いる方法による方法により形成することができる。すなわち、円筒状であるロールの外周面に光拡散層１５ａの光透過部１６を転写可能な凹凸が設けられた金型ロールを準備する。そして金型ロールとこれに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層１４となる基材を挿入する。このとき基材の一方の面には接着層１３が予め形成されていることが好ましい。そして、基材のうち接着層１３が配置されていない側の面と金型ロールとの間に光透過部１６を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された凹凸の凹部内に光透過部１６を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの凹凸の表面形状に沿ったものとなる。

ここで、光透過部１６を構成する組成物としては、上記したものが好ましいが、さらに具体的には次の通りである。すなわち、光硬化型プレポリマー（Ｐ１）に、反応性希釈モノマー（Ｍ１）及び光重合開始剤（Ｉ１）を配合した光硬化型樹脂組成物を用いることができる。

上記光硬化型プレポリマー（Ｐ１）としては、例えば、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プレポリマーを挙げることができる。

また、上記反応性希釈モノマー（Ｍ１）としては、例えば、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レート等を挙げることができる。

また、上記光重合開始剤（Ｉ１）としては、例えば、ヒドロキシベンゾイル化合物（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾインアルキルエーテル等）、ベンゾイルホルメート化合物（メチルベンゾイルホルメート等）、チオキサントン化合物（イソプロピルチオキサントン等）、ベンゾフェノン（ベンゾフェノン等）、リン酸エステル化合物（１，３，５−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等）、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。これらの中から、光硬化型樹脂組成物を硬化させるための照射装置及び光硬化型樹脂組成物の硬化性から任意に選択することができる。なお、光透過部１６の着色防止の観点から好ましいのは、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイドである。

これらの光硬化型プレポリマー（Ｐ１）、反応性希釈モノマー（Ｍ１）及び光重合開始剤（Ｉ１）は、それぞれ、１種類で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

金型ロールと基材との間に挟まれ、ここに充填された光透過部１６を構成する組成物に対し、基材側から光照射装置により光を照射する。これにより、光透過部１６を構成する組成物を硬化させ、その形状を固定させることができる。そして、離型ロールにより金型ロールから基材層１４及び成形された光透過部１６を離型する。

次に、光透過部１６の凹部に光拡散部１７ａを構成する組成物を充填して硬化させることによって、光拡散部１７ａを形成することができる。このようにして、基材層１４上に光拡散層１５ａを形成することができる。

一方、保護層１９の一方の面にハードコート層２０、他方の面に接着層１８を積層した積層体を準備し、この積層体の接着層１８が光拡散層１５ａに接するように積層する。なお、接着層１８が紫外線硬化樹脂、光硬化性樹脂等からなる場合には、積層後に紫外線又は光を照射して硬化させればよい。

以上のように作製した積層体を接着層１３によりパネル１１に貼合することで採光パネル１０ａを製造することができる。

採光パネル１０ａには上記した各層のいずれかに、他の機能を付加させるための構成を備えてもよい。これには例えば、紫外線吸収剤、熱線吸収剤、又は近赤外線吸収剤を添加し、紫外線吸収機能、熱線吸収機能、又は近赤外線吸収機能を備えさせることが考えられる。

近赤外線吸収機能は、近赤外線吸収剤（近赤外線吸収色素）を上記した各層の１つ又は複数に添加したり、塗布したりすることにより向上させることができる。近赤外線吸収色素としては、８００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長領域を吸収するものを用いることが好ましい。該波長領域の近赤外線の透過率が２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがさらに好ましい。一方で、近赤外線吸収色素は可視光領域、即ち、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域で、十分な透過率を有することが好ましい。

紫外線吸収機能は、以下に例示する紫外線吸収剤を上記した各層の１つ又は複数に添加したり、塗布したりすることにより向上させることができる。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（ＴＩＮＵＶＩＮＰ、ＴＩＮＵＶＩＮＰＦＬ、ＴＩＮＵＶＩＮ２３４、ＴＩＮＵＶＩＮ３２６、ＴＩＮＵＶＩＮ３２６ＦＬ、ＴＩＮＵＶＩＮ３２８、ＴＩＮＵＶＩＮ３２９、ＴＩＮＵＶＩＮ３２９ＦＬ、全てＢＡＳＦジャパン株式会社製）や、トリアジン系紫外線吸収剤（ＴＩＮＵＶＩＮ１５７７ＥＤ、ＢＡＳＦジャパン株式会社製）、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤（ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ８１、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ８１ＦＬ、全てＢＡＳＦジャパン株式会社製）、ベンゾエート系紫外線吸収剤（ＴＩＮＵＶＩＮ１２０、ＢＡＳＦジャパン株式会社製）などが挙げられる。

熱線吸収機能は、以下に例示する熱線吸収剤を上記した各層の１つ又は複数に添加したり、塗布したりすることにより向上させることができる。熱線吸収剤としては、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）またはスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フタロシアニン化合物などの金属酸化物超微粒子などが挙げられる。

次に、採光パネル１０ａにより窓１を形成し、これを建物の開口部に配置した場面における主要な光路について説明する。図２に模式的な光路例を示した。なお当該光路例は概念的に示したものであり、屈折、反射の程度等を厳密に表したものではない。

日光が想定される斜め上方から採光パネル１０ａに照射された外光Ｌ１は、パネル１１、接着層１３及び基材層１４を透過して光拡散層１５ａの光拡散部１７ａに到達する。光拡散部１７ａに到達した外光Ｌ１は、光拡散部１７ａによって拡散反射される。そして、拡散反射された光は、接着層１８、保護層１９、及びハードコート層２０を透過して室内側に入射する。このとき、室内側に入射する光は拡散されているので、外光の直射を防止することが可能であり、さらに室内側空間の広い範囲を外光で照らすことが可能である。

このように採光パネル１０ａによれば、外光を積極的に吸収することなく室内側に採り入れることができるため、効率良く光を採り入れることができる。

一方、室内側から室外を見たとき、観察者の視線は光Ｌ２による。すなわち、パネル１１に対して平行な面である光透過部１６の基材層１４側の面及びその対向面を介して室外を観察することができる。この部分では界面における大きな屈折がないので、室外側の景色を鮮明に見ることが可能である。

以上のように、採光パネル１０ａによれば、外光を効率良く光を採り入れつつ、室内側から外の景色を比較的鮮明に見ることが可能である。また、光拡散層１５ａが基材層１４及び保護層１９により挟まれているので耐久性も向上させることができる。

図３は、第二形態にかかる採光パネル１０ｂを説明する図であり、該採光パネル１０ｂの図２に相当する図である。図３において、図２と同様の構成のものには同じ符号を付しており、これらについては説明を省略する。

採光パネル１０ｂは、パネル１１、該パネル１１に貼合された積層体１２ｂを備えている。また、積層体１２ｂは、接着層１３、基材層１４、光拡散層１５ｂ、接着層１８、保護層１９、ハードコート層２０を備えている。採光パネル１０ｂは、上記した採光パネル１０ａの光拡散層１５ａに代えて光拡散層１５ｂが適用されている点で採光パネル１０ａと異なる。その他の点については、採光パネル１０ｂと採光パネル１０ａは同様である。

採光パネル１０ａに備えられた光拡散層１５ａの光拡散部１７ａが光を拡散反射させるのに対して、採光パネル１０ｂに備えられた光拡散層１５ｂの光拡散部１７ｂは光を透過させつつ拡散させるという点で、採光パネル１０ｂは採光パネル１０ａと異なる。光拡散部１７ｂは、光拡散部１７ａと同様に、光透過部１６間の凹部に形成される。到達した光を透過させつつ拡散させる光拡散部１７ｂを構成する材料としては、透明なバインダー樹脂と該バインダー樹脂とは屈折率が異なる透明な拡散剤とを混合させた材料が好ましい。当該拡散剤としては、例えば、（メタ）アクリル酸エステル及びスチレンを中心としたモノマーを重合して得られた架橋粒子が挙げられる。当該架橋粒子の具体例としては、ガンツ化成株式会社製のガンツパールが挙げられる。上記架橋粒子は、アクリル酸エステル及びスチレンとの混合比を変えることによって、屈折率を制御することができる。例えば、アクリル比を高くすることで屈折率を１．４９程度にすることができ、スチレン比を高くすることで屈折率を１．５９程度にすることができる。また、拡散剤にはウレタン架橋粒子を用いることも可能である。当該ウレタン架橋粒子の具体例としては、根上工業株式会社製のアートパールが挙げられる。また、拡散剤は中空粒子にすることも可能である。

次に、採光パネル１０ｂにより窓を形成し、これを建物の開口部に配置した場面における主要な光路について説明する。図３に模式的な光路例を示した。なお当該光路例は概念的に示したものであり、屈折、反射の程度等を厳密に表したものではない。

日光が想定される斜め上方から採光パネル１０ｂに照射された外光Ｌ３は、パネル１１、接着層１３及び基材層１４を透過して光拡散層１５ｂの光拡散部１７ｂに到達する。光拡散部１７ｂに到達した外光Ｌ３は光拡散層１５ｂに入射し、光拡散層１５ｂを透過しつつ拡散する。このように光拡散層１５ｂを透過した光は、その後、接着層１８、保護層１９、及びハードコート層２０を透過して室内側に入射する。このとき、室内側に入射する光は拡散されているので、外光の直射を防止することが可能であり、さらに室内側空間の広い範囲を外光で照らすことが可能である。

このように採光パネル１０ｂによれば、外光を積極的に吸収することなく室内側に採り入れることができるため、効率良く光を採り入れることができる。

一方、室内側から室外を見たとき、観察者の視線は採光パネル１０ａと同様であり、室外側の景色を比較的鮮明に見ることが可能である。

以上のように、採光パネル１０ｂによれば、外光を効率良く光を採り入れつつ、室内側から外の景色を比較的鮮明に見ることが可能である。また、光拡散層１５ｂが基材層１４及び保護層１９により挟まれているので耐久性も向上させることができる。

図４は、第三形態にかかる採光パネル１０ｃを説明する図であり、該採光パネル１０ｃの図２に相当する図である。図４において、図２と同様の構成のものには同じ符号を付しており、これらについては説明を省略する。

採光パネル１０ｃは、パネル１１、該パネル１１に貼合された積層体１２ｃを備えている。また、積層体１２ｃは、接着層２１、光拡散層１５ａ、基材層１４、ハードコート層２０を備えている。

接着層２１は、光拡散層１５ａをパネル１１に貼り付けるための層であり、かかる機能を有する各種のものを用いることができる。接着層２１に用いられる材料は特に限定されることはないが、公知の粘着剤、接着剤、紫外線硬化樹脂、電離放射線硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を用いることができる。例えばアクリル系の粘着剤を用いることができ、さらに具体的にはアクリル系共重合体とイソシアネート化合物を組み合わせた粘着剤を挙げることができる。ただし、採光パネル１０ｃの性質上、透光性、耐候性に優れた材料によることが好ましい。

上記した採光パネル１０ａ、１０ｂでは、基材層１４と保護層１９とによって光拡散層１０ａが挟まれていたが、採光パネル１０ｃでは、パネル１１と基材層１４とで光拡散層１０ａを挟んでいる。かかる形態であっても、採光パネル１０ａ、１０ｂと同様に、耐久性を向上させることができる。また、採光パネル１０ｃによれば、採光パネル１０ａ、１０ｂに比べて層構成を簡略化することができるため、低コストで製造することができる。

このような採光パネル１０ｃでも、採光パネル１０ａと同様に、効率良く光を採り入れることがで、室内側から室外を見たときに室外側の景色を鮮明に見ることが可能である。なお、図４には光拡散層１５ａが備えられる形態を例示しているが、これを光拡散層１５ｂにかえても上記した効果を奏することができる。

以上説明した採光パネル１０ｃは例えば次のように製造することができる。

光拡散層１５ａは金型ロールを用いる方法により形成することができる。すなわち、円筒状であるロールの外周面に光拡散層１５ａの光透過部１６を転写可能な凹凸が設けられた金型ロールを準備する。そして金型ロールとこれに対向するように配置されたニップロールとの間に、基材層１４となる基材を挿入する。このとき基材の一方の面にはハードコート層２０が予め形成されていることが好ましい。そして、基材のうちハードコート層２０が配置されていない側の面と金型ロールとの間に光透過部１６を構成する組成物を供給しながら金型ロール及びニップロールを回転させる。これにより金型ロールの表面に形成された凹凸の凹部内に光透過部１６を構成する組成物が充填され、該組成物が金型ロールの凹凸の表面形状に沿ったものとなる。ここで、光透過部１６を構成する組成物は、採光パネル１０ａの製造方法で説明したものと同様である。

次に、光透過部１６の凹部に光拡散部１７ａを構成する組成物を充填して硬化させることによって、光拡散部１７ａを形成することができる。このようにして、基材層１４上に光拡散層１５ａを形成することができる。その後、光拡散層１５ａの基材層１４とは反対側に接着層２１を積層する。

以上のように作製した積層体を接着層２１によりパネル１１に貼合することで採光パネル１０ｃを製造することができる。

１窓
２枠体
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ採光パネル
１１パネル
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ積層体
１３接着層
１４基材層
１５ａ、１５ｂ光拡散層
１６光透過部
１７ａ、１７ｂ光拡散部
１８接着層
１９保護層
２０ハードコート層

Claims

透光性を有する板状のパネルと該パネルの一方の面側に貼合された積層体とを備え、
前記積層体が、透光性を有する板状の基材層と、該基材層上に形成された光拡散層と、
該光拡散層の前記基材層とは反対側に積層された透光性を有する板状の保護層と、を備え、
前記光拡散層が、前記パネル側が短い上底、前記保護層側が長い下底である台形断面を具備して光を透過可能に並列された光透過部と、該光透過部間に形成され、前記パネル側が長い下底、前記保護層側が短い上底である台形断面を具備して、到達した光を界面反射する光拡散部とを備え、
前記光透過部は、前記基材層側の面とその対向面とが平行であり、前記光透過部と前記光拡散部との界面は何れの部位でもシート面法線に対して０度より大きく２０度以下の傾斜を有する折れ線状である、採光パネル。
前記光透過部の前記光拡散部との界面がマット面である、請求項１に記載の採光パネル。
前記積層体が、前記パネルが備えられる側とは反対側の面にハードコート層を備えている、請求項１又は２に記載の採光パネル。
前記積層体が、紫外線吸収剤、熱線吸収剤、又は近赤外線吸収剤の少なくもいずれかを含む層を備えている、請求項１〜３のいずれかに記載の採光パネル。
請求項１に記載の採光パネルの製造方法であって、
接着層が一方の面に積層された前記基材層の他方の面に前記光拡散層を形成する工程と、
前記光拡散層の前記基材層とは反対側に前記保護層を積層する工程と、
前記接着層を介して前記積層体を前記パネルに貼合する工程と、
を含む、採光パネルの製造方法。