WO2020045360A1 - 採光装置 - Google Patents

Abstract

容易にパネルに着脱できる採光装置を提供する。入射光を所定の方向に向け出射光として出光するプリズム層を有する採光フィルムと、採光フィルムの外周の少なくとも一部に付着され、入射光の側と出射光の側の両面が粘着性を有し、入射光の側の剥離強度及びせん断強度の少なくとも１つが出射光の側よりも低い両面粘着剤と、を備える。

Description

採光装置

　本発明は、採光装置に関する。

　特許文献１には、パネル１３に貼り付けるために採光シート２０の全面に接着層２６が設けられた採光シート２０が開示されている。
　本願は、２０１８年８月２８日に日本に出願された特願２０１８－１５９２０４に優先権を主張し、その内容をここに援用する。

特開２０１４－１１９７３８号公報

　しかしながら、特許文献１に記載された構成では、接着層と光透過部とが接している箇所から光が入射する光は光偏向部を経由しない直抜け光となるためグレアの原因となり想定する偏光性能が得られないことがあった。

　本発明の一つの態様は、上記従来技術の問題に鑑みなされたものであって、容易にパネルに着脱できる採光装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するため、本発明の一態様の採光装置は、入射光を所定の方向に向け出射光として出光するプリズム層を有する採光フィルムと、採光フィルムの外周の少なくとも一部に付着され、入射光の側と出射光の側の両面が粘着性を有し、入射光の側の剥離強度及びせん断強度の少なくとも１つが出射光の側よりも低い両面粘着剤と、を備える。

　本発明の一態様によれば、容易にパネルに着脱できる採光装置を提供することができる。

図１は、第１の実施の形態による採光装置を示す概念図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩの概略断面図である。 図３は、第２の実施の形態による採光装置を示す概念図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶの概略断面図である。 図５は、第３の実施の形態による採光装置を示す概念図である。 図６は、図５のＶＩ－ＶＩの概略断面図である。 図７は、第４の実施の形態による採光装置を示す概略断面図である。 図８は、他の実施の形態による採光装置を示す概念図である。 図９Ａは、基材の素材をポリエチレンテレフタラートとした場合に採光装置の周囲の温度が低温となった際の概念図である。 図９Ｂは、基材の素材をポリエチレンテレフタラートとした場合に採光装置の周囲の温度の変化によって採光フィルムが収縮した際の概念図である。 図１０は、基材の素材をアクリルフォームとした場合の概念図である。 図１１は、実施例１と実施例２との実験結果を比較した比較表である。 図１２は、第６の実施の形態による採光装置を示す概略断面図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

［第１の実施の形態］
　図１に本実施の形態における採光装置１０を示す。また図２は、図１のＩＩ－ＩＩの概略断面図である。図１に示すようにパネル２及び採光装置１０に入射する太陽光などの光である入射光１は、採光フィルム１１が備えるプリズム層１１ｂによって所定の方向に向けて出射光３として出光される。採光フィルム１１は、プリズム層１１ｂの他に剛性を担保するためなどに基材１１ａを備えている。

　このように例えば室外からの入射光１は、パネル２の室内側に貼り付けられた採光装置１０によって室内への出射光３として出射される。なおパネル２は、例えば建物や乗り物の窓などに使用される透光性を有する板状のガラスや樹脂などとする。

　採光装置１０において採光フィルム１１の外周の全周に設けられた粘着剤付着部１２は、図２に示すように両面粘着剤１３によって採光フィルム１１とパネル２とを付着させる。このように採光フィルム１１の全面には両面粘着剤１３を付着せずに、外周のみに付着することで、採光装置１０をパネル２から容易に剥がすことができる。

　両面粘着剤１３は、粘着性を有する粘着材料１４，１６と剛性を有する基材１５からなり、粘着材料１４は、採光フィルム１１と基材１５とを付着し、粘着材料１６は基材１５とパネル２とを付着する。

　両面粘着剤１３においては、入射光１側（パネル２側）の粘着材料１６の剥離強度及びせん断接着強度の少なくとも１つが出射光３側（採光フィルム１１側）の粘着材料１４よりも低い。このため、採光装置１０をパネル２から簡単に剥がすことができ、かつ、パネル２から剥がされる際に採光装置１０は採光フィルム１１と両面粘着剤１３との付着を維持することができる。

　また採光フィルム１１が備えるプリズム層１１ｂは立体構造となっており、接着する場合に接着面が少なくなるため、少ない接着面でも接着できるように粘着材料１４には粘着力、剥離強度及びせん断接着強度が所定値以上の材料を選定する。さらに粘着材料１６の粘着力、剥離強度及びせん断接着強度は所定値とする。

　このため、パネル２から採光装置１０を剥がす際に両面粘着剤１３や採光フィルム１１の一部がパネル２に残りづらくすることができるためパネル２への負荷が少なくすることができ、また、パネル２から採光装置１０を取り外しやすいようにすることができる。

　例えば粘着材料１４は、例えばアクリル系の粘着材料で、９０°剥離試験での評価結果として、剥離強度が２Ｎ／ｃｍ以上、せん断接着強度が１Ｎ／ｃｍ^２以上とする。また例えば粘着材料１６は、例えばアクリル系やシリコーン系の粘着材料で、９０°剥離試験での評価結果として、剥離強度が２Ｎ／ｃｍ以下、せん断接着強度が１Ｎ／ｃｍ^２以上とし、自己吸着性粘着剤などとする。

　また両面粘着剤１３がスペーサの役目を果たすため、粘着剤付着部１２以外の部分にはパネル２と採光フィルム１１との間に空気層５が確保される。

　空気層５が確保される箇所では、採光フィルム１１が備えるプリズム層１１ｂによる屈折率を減少させることがなくなり、空気層５が確保される箇所については直抜け光を発生させにくくすることができる。また空気層５が確保されている個所では、プリズム層１１ｂの突起部の先端が両面粘着剤１３で潰れずにグレアが発生しないようにすることができる。

　なお本実施の形態の両面粘着剤１３には、粘着材料１４と粘着材料１６との間に両面粘着剤１３の曲げ剛性を高くするために基材１５が設けられているものとしている。両面粘着剤１３の曲げ剛性は、基材１５の厚さや基材１５の材料を変更することで調節する。

　両面粘着剤１３の曲げ剛性は、採光装置１０をパネル２から剥がしやすくしたり、採光フィルム１１の平坦性を維持したりする（採光フィルム１１にたわみやしわができにくくする）ために基本的には採光フィルム１１の剛性よりも高くする。なお採光フィルム１１の剛性が従来の一般的な値よりも高い場合は両面粘着剤１３の曲げ剛性が採光フィルム１１の剛性よりも高くしなくてもよい。

　またパネル２にプリズム層１１ｂが接触しないようにするため両面粘着剤１３の厚さはプリズム層１１ｂの厚さよりも厚くする。なお基材１５を設けずに粘着材料１４と粘着材料１６とを直接結合してもよい。

　例えば採光フィルム１１が備えるプリズム層１１ｂは１００μｍであって、この場合は両面粘着剤１３の厚みは採光フィルム１１にたわみやしわができにくくするように余裕をもって１５０μｍ以上とする。

　以上のように本実施の形態の採光装置１０によれば、粘着材料１６の剥離強度及びせん断接着強度の少なくとも１つが出射光３側（採光フィルム１１側）の粘着材料１４よりも低いため、容易にパネル２に着脱できる採光装置１０を提供することができる。また同様の理由により、本実施の形態の採光装置１０によれば、パネル２への負荷が少ない採光装置１０を提供することができる。

　さらに本実施の形態の採光装置１０によれば、空気層５が確保されるため、空気層５が確保されている箇所ではプリズム層１１ｂの屈折率が減少せず想定する偏光性能を得ることができる。さらに空気層５が確保されている個所では、プリズム層１１ｂの突起部の先端が両面粘着剤１３で潰れないためグレアが発生しないようにすることができる。

［第２の実施の形態］
　第１の実施の形態では、粘着材料１４の付着面積と粘着材料１６の付着面積が同一な場合について記載したが、本実施の形態によれば、粘着材料１４と粘着材料１６との付着面積は同一でなくてもよい。

　図３は、本実施の形態における採光装置２０を示す。また図４は、図３のＩＶ－ＩＶの概略断面図である。図３に示すように採光フィルム１１の外周に２種類の粘着剤付着部２１，２２が設けられている。

　粘着剤付着部２１は、図２に示すように第１の実施の形態の粘着剤付着部１２と同様に粘着材料１４，１６及び基材１５からなる。また粘着剤付着部２２は、粘着材料１４の代わりに空隙部２３が設けられている。空隙部２３が設けられているため、粘着材料１４の付着面積と粘着材料１６の付着面積とは異なる。

　本実施の形態において採光フィルム１１とパネル２とを付着させる両面粘着剤２４は、第１の実施の形態と同様に粘着材料１４，１６及び基材１５からなる。

　パネル２側と基材１５との間には、採光フィルム１１の外周の全周において、粘着材料１６が付着されているため、採光装置２０のパネル２への接着強度は第１の実施形態の採光装置１０のパネルへの接着強度と比較して低下しない。なお接着強度とは、せん断接着強度と粘着材料１４，１６の付着面積とを乗じた値とする。

　また採光フィルム１１と基材１５との間には粘着材料１４の代わりに空隙部２３が設けられ採光フィルム１１が動ける空間が確保されているため、採光フィルム１１が例えば熱膨張や収縮によって変形する際に両面粘着剤２４にかかる力を緩和することができる。空隙部２３が設けられているため、粘着剤付着部２２では直抜け光が発生しにくくすることができる。

　粘着剤付着部２１は、例えば図３に示すように採光フィルム１１の４隅に設けられ、かつ、採光フィルム１１の各辺の長さの半分以上を占める。粘着剤付着部２１ではない採光フィルム１１の外周部分を粘着剤付着部２２とする。

　本実施の形態のように粘着材料１４の付着面積を減らした場合にも、粘着材料１４の粘着力、剥離強度及びせん断接着強度が所定値以上となっているため、採光フィルム１１と基材１５とは剥がれないようにすることができる。ここで所定値とは、粘着材料１４が粘着剤付着部１２の面積で例えば採光フィルム１１の重さの１０倍の重さに耐えることができる値とする。

　例えば、採光フィルム１１の長辺を１０００ｍｍ、短辺を６５０ｍｍ、重さ３００ｇとし、１５ｍｍの幅で採光フィルム１１の全周に粘着材料１４を付着させる。この場合、粘着材料１４の付着面積は、式（１）の通り４８６ｃｍ^２となる。
　６２ｃｍ×１．５ｃｍ×２＋１００ｃｍ×１．５ｃｍ×２＝４８６ｃｍ^２　……（１）

　粘着材料１４のせん断接着強度を１Ｎ／ｃｍ^２とすると、粘着材料１４の接着強度は、式（１）の通り４８６Ｎとなり、質量１ｋｇの物体の重量は約９．８１Ｎであるため約４９ｋｇの重さに耐えることができる。

　粘着材料１４の付着面積を半分の２４３ｃｍ^２としても、粘着材料１４の接着強度は、２４３Ｎとなり２５ｋｇの重さには耐えることができる。採光フィルム１１の重さが３００ｇ（０．３ｋｇ）であり、粘着材料１４の付着面積を半分の２４３ｃｍ^２としても、粘着材料１４は採光フィルム１１の重さの約１００倍の重さに耐えることができる。

　以上のように本実施の形態の採光装置２０によれば、粘着材料１４の付着面積が減っているため第１の実施の形態よりも容易にパネル２に着脱できる採光装置１０を提供することができる。また本実施の形態の採光装置１０によれば、第１の実施の形態よりもパネル２への負荷が少ない採光装置１０を提供することができる。

　さらに本実施の形態の採光装置２０によれば、第１の実施の形態と同様に空気層５が確保されるため、空気層５が確保されている箇所ではプリズム層１１ｂの屈折率が減少せず想定する偏光性能を得ることができる。さらに空気層５が確保されている個所では、プリズム層１１ｂの突起部の先端が両面粘着剤１３で潰れないためグレアが発生しないようにすることができる。

　さらに本実施の形態の採光装置２０によれば、空隙部２３が設けられている粘着剤付着部２１において、プリズム層１１ｂの突起部の先端が粘着材料１４で潰れないためグレアが発生しないようにすることができる。

［第３の実施の形態］
　第１及び第２の実施の形態においては、パネル２側との付着に１種類の粘着材料１６を用いる場合について記載したが、本実施の形態によれば、パネル２側との付着箇所の一部に粘着材料１６以外を使用してもよい。

　図５は、本実施の形態における採光装置２５を示す。また図６は、図５のＶＩ－ＶＩの概略断面図である。図５に示すように採光フィルム１１の外周の一部に粘着剤付着部１２の他に粘着剤付着部２６が設けられている。

　本実施の形態において採光フィルム１１とパネル２とを付着させる両面粘着剤２８の粘着剤付着部１２は第１及び第２の実施の形態と同様に粘着材料１４，１６と基材１５からなる。両面粘着剤２８の粘着剤付着部２６は、図６に示すように粘着材料２７によって採光フィルム１１とパネル２とを付着させる。

　粘着材料２７の剥離強度及びせん断接着強度の少なくとも１つを粘着材料１６よりも高くすることにより、例えば経時劣化によって粘着材料１６の剥離強度及びせん断接着強度などが低下した際にも粘着材料２７によって採光装置２５がパネル２に付着したままとすることができる。

　このように粘着材料１６と粘着材料２７との材料の劣化の特性などである故障モードを異なるものとすることで採光装置２５がパネル２から外れて落下するリスクを軽減することができる。

　粘着材料２７の剥離強度及びせん断接着強度の少なくとも１つが粘着材料１６よりも高ければよく、粘着材料１４と粘着材料２７とは同一の材料でもよいし、違う材料でもよい。なお粘着材料２７の剥離強度及びせん断接着強度は所定値以上とするため、粘着剤付着部２６のみで採光装置２５とパネル２とを付着することができる。ここで所定値とは、粘着材料２７が粘着剤付着部２６の面積で、例えば採光フィルム１１の重さの１０倍の重さに耐えることができる値とする。

　例えば、採光フィルム１１の１辺６５０ｍｍの正方形の形状とし、重さを２００ｇとし、粘着剤付着部２６を１辺１５ｍｍの正方形の形状とし、粘着材料２７のせん断接着強度を５０Ｎ／ｃｍ^２とする。この場合、粘着材料２７の接着強度は、式（２）の通り２２５Ｎとなり、質量１ｋｇの物体の重量は約９．８１Ｎであるため約２３ｋｇの重さに耐えることができる。
　１．５ｃｍ×１．５ｃｍ×２×５０Ｎ／ｃｍ^２＝２２５Ｎ　　　　　　　　……（２）

　採光フィルム１１の重さが２００ｇ（０．２ｋｇ）であり、粘着材料２７の付着部分が粘着剤付着部２６だけだとしても、粘着材料２７は採光フィルム１１の重さの約１００倍の重さに耐えることができる。

　粘着剤付着部２６の位置は図５のように採光装置２５の仮止めをして採光装置２５をパネル２に貼りやすいようにするために鉛直方向上側の２隅としてもよい。また粘着剤付着部２６は１箇所でもよいし３箇所以上でもよく、粘着剤付着部２６の場所は鉛直方向上側の２隅には限らない。

　粘着材料２７の付着部分は粘着材料１４の付着部分よりも少なくすることで、採光装置２５は第１および第２の実施の形態の採光装置１０，２０と同程度に容易にパネル２に着脱することができる。

　また同様の理由で採光装置２５が与えるパネル２への負荷はから第１および第２の実施の形態の採光装置１０，２０がパネル２へ与える負荷に近づけることができる。

　以上のように本実施の形態の採光装置２５は、第１の実施の形態と同様にパネル２への着脱が容易でありながら、故障モードの異なる粘着材料１６および粘着材料２７によってパネル２に付着されることで採光装置２５がパネル２から外れて落下するリスクを軽減することができる。

　本実施の形態では、第１の実施の形態においてパネル２側との付着箇所の一部に粘着材料１６以外を使用した場合について述べたが、第２の実施の形態においてパネル２側との付着箇所の一部に粘着材料１６以外を使用しても同様の効果が得られる。

［第４の実施の形態］
　第１から第３の実施の形態においては、粘着剤付着部１２，２１，２２，２６の模様については特に記載しなかったが、本実施の形態では、基材１５に印刷が施されることによって粘着剤付着部１２，２１，２２，２６に模様がつけられてもよい。

　本実施の形態においては、基材１５の印刷を有効にするために、粘着材料１４，１６は透明なものとし、図７に示す採光装置３０の基材１５の基材表面３２，３３がパネル２側や採光フィルム１１側から視認されることができる。

　図７のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図は、第１の実施の形態の場合において基材１５の基材表面に模様をつける場合を示す。基材表面３２は、採光フィルム１１側に向けられているため出射光３側（例えば室内側）から視認されることができる。基材表面３３は、パネル２側に向けられているため入射光１側（例えば室外側）から視認されることができる。

　基材１５を透明な材料とした場合、入射光１と出射光３とのどちら側からも基材１５に印刷が視認されることができる。例えば、基材表面３２に印刷が施された場合、出射光３側（例えば室内側）から基材表面３２の印刷が視認されるとともに入射光１側（例えば室外側）からも基材表面３２の印刷が視認されることができる。ただし、基材表面３２に文字や左右非対称な模様の印刷が施されている場合は、入射光１側（例えば室外側）からは鏡文字として視認されたり模様の左右が反転して視認されたりすることができる。

　同様に例えば、基材表面３３に印刷が施された場合、入射光１側（例えば室外側）から基材表面３３の印刷が視認されるとともに出射光３側（例えば室内側）からも基材表面３３の印刷が視認されることができる。ただし、基材表面３３に文字や左右非対称な模様が印刷されている場合は、出射光３側（例えば室内側）からは鏡文字として視認されたり模様の左右が反転して視認されたりすることができる。

　基材１５に印刷を施すと、印刷された部分に入射光１が当たるため、粘着材料１４によって採光フィルム１１のプリズム層１１ｂが埋まってしまうために発生する直抜け光を遮り減らすことができる。

　また基材１５に施された印刷は、パネル２の枠部との整合性を取ることができ入射光１側（例えば室外側）及び出射光３側（例えば室内側）の外観を向上させることができる。さらに基材１５に施された印刷によって、粘着材料１４，１６の貼付けのむらを目立たなくすることができ入射光１側（例えば室外側）及び出射光３側（例えば室内側）の外観を向上させることができる。

　ところで基材１５及び粘着材料１６が透明であるため、濃い色の印刷を基材１５に施すと入射光１が基材１５を通してパネル２に吸収されやすくなり、パネル２が変形や破損する可能性がでる。

　出射光３側に濃い色の模様などを視認させたい場合、基材１５の材料の色を白色にすると、入射光１を基材１５が反射するので、基材１５を通してパネル２に入射光１の熱が吸収されにくくすることができる。

　なお上記においては粘着材料１４，１６を透明にして、基材１５を有色とする場合について述べたが、本実施の形態はこれに限らず、粘着材料１４，１６を有色としてもよい。例えば、基材１５を白色にする代わりに、粘着材料１６を白色とすれば、パネル２に入射光１の熱が吸収されにくくすることができる。

　以上のように本実施の形態の採光装置３０によれば、基材１５の基材表面３２，３３に印刷を施すことで、直抜け光を遮り減らすことや外観を向上させることができる。

　本実施の形態では、第１の実施の形態において基材１５の基材表面３２，３３に印刷を施した場合について述べたが、第２および第３の実施の形態において基材１５の基材表面３２，３３に印刷を施しても同様の効果が得られる。

　第１～第４の実施の形態においては、採光フィルム１１の外周の全周に粘着材料１６が付着される場合について述べたが、採光フィルム１１の外周の一部に粘着材料１６が付着していてもよい。また他の実施の形態として採光フィルム１１の外周の全周の他に中央部に粘着材料１６が付着していてもよい。

　例えば、図８の採光装置３５に示すように、採光フィルム１１の外周の一部に両面粘着剤３６を付着する粘着剤付着部２１を設けるのみとしてもよい。粘着剤付着部２１は、例えば第２の実施の形態と同様に採光フィルム１１の４隅に設けられ、かつ、採光フィルム１１の各辺の長さの半分以上を占める。

　粘着材料１６で採光装置３５とパネル２を貼り付けている面積を減らすことで、採光フィルム１１が例えば熱膨張や収縮によって変形する際に、第２の実施の形態と比べさらに、両面粘着剤３６にかかる力を緩和することができる。なお採光フィルム１１の外周において粘着剤付着部２１が設けられていない部分においては空間ができるため、直抜け光を発生しにくくすることができる。

　採光装置３５のパネル２への接着強度は第１の実施形態の採光装置１０のパネル２への接着強度と比較して低下するが、粘着材料１６の粘着力、剥離強度及びせん断接着強度が所定値以上となっており、採光装置３５とパネル２とは意図しない場合は剥がれないようにすることができる。ここで所定値とは、両面粘着剤３６（特に粘着材料１６）が粘着剤付着部２１の面積で、例えば採光フィルム１１の重さの１０倍の重さに耐えることができる値とする。

　例えば、採光フィルム１１の長辺を１０００ｍｍ、短辺を６５０ｍｍ、重さ３００ｇとし、１５ｍｍの幅で採光フィルム１１の全周に粘着材料１６を付着させる。この場合、粘着材料１６の付着面積は、式（１）の通り４８６ｃｍ^２となる。

　粘着材料１６のせん断接着強度を１Ｎ／ｃｍ^２とすると、粘着材料１６の接着強度は、式（２）の通り４８６Ｎとなり、質量１ｋｇの物体の重量は約９．８１Ｎであるため約４９ｋｇの重さに耐えることができる。

　粘着材料１６の付着面積を半分の２４３ｃｍ^２としても、粘着材料１６の接着強度は、２４３Ｎとなり２５ｋｇの重さには耐えることができる。採光フィルム１１の重さが３００ｇ（０．３ｋｇ）であり、粘着材料１６の付着面積を半分の２４３ｃｍ^２としても、粘着材料１６は採光フィルム１１の重さの約１００倍の重さに耐えることができる。

　また例えば、図８の採光装置４０の粘着剤付着部４１に示すように、採光フィルム１１の外周に加えて、採光フィルム１１の中央部に十字のように粘着材料１４，１６が付着されていてもよい。

　さらに例えば、図８の採光装置４５の粘着剤付着部４６に示すように、採光フィルム１１の外周に設けられる粘着剤付着部１２に加えて、採光フィルム１１の中央部の付近一帯に粘着材料１４，１６が付着されていてもよい。

　採光装置４０，４５のように中央部に粘着材料１４，１６が、付着されることによって、粘着材料１４，１６の付着面積が増加することで、粘着材料１４，１６の接着強度が増加し、第１～第４の実施の形態に比べ大きいサイズの採光装置４０，４５を作成することができる。

　なお採光装置４０，４５では、第４の実施の形態と合わせることによって、採光装置４０，４５の中央部に文字やデザインを表すことができる。

［第５の実施の形態］
　第１～第４の実施の形態においては、基材１５の特性については特に考慮しない場合について述べたが、本実施の形態はこれに限らない。本実施の形態においては、基材１５は周囲の温度が高温の場合だけでなく、周囲の温度が低温（例えば－２０℃～０℃）及び常温（例えば０℃～４０℃）の場合にも所定の柔軟性を備える。

　例えば第１の実施の形態において基材１５が周囲の温度が低温及び常温の場合にも所定の柔軟性を備えていると、採光装置１０は、低温及び常温の場合にもパネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を緩和することができる。パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力は、パネル２から採光フィルム１１を剥がす要因となるが、この応力が緩和されることでパネル２から採光フィルム１１が剥がれにくくなる。

　パネル２と採光フィルム１１との間の応力は、パネル２と採光フィルム１１との熱膨張係数に差があり、採光装置１０の周囲の温度の変化によって例えば採光フィルム１１が収縮することで生じる。

　パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力は両面粘着剤１３にかかるが、両面粘着剤１３が備える基材１５が柔軟性を有していると、両面粘着剤１３が変形することとで、採光装置１０は、この応力を緩和することができる。詳細は後述する。

　低温及び常温において所定の柔軟性を有する素材として、例えばスポンジのような内部に複数の空気の気泡を有する素材や、ゴムなどが挙げられる。基材１５にスポンジやゴムなどの素材を採用すると、基材１５はパネル２からの温度変化を採光フィルム１１に伝播させにくくなり、採光装置１０は、パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を減少させることができる。基材１５にスポンジやゴムなどの素材を採用することは、特にパネル２が屋外と屋内との間に設置されていてパネル２の温度変化が大きい場合に有効である。

　比較例と実施例を用いて具体的な説明を行う。基材１５に採用する素材を、ポリエチレンテレフタラートとした第１の実施の形態の具体例を比較例として図９Ａ、図９Ｂに示す。また基材１５に採用する素材を、スポンジの一例であるアクリルフォームとした場合を本実施の形態の実施例として、図１０に示す。

　図９Ａは、基材１５の素材をポリエチレンテレフタラートとした場合に採光装置１０の周囲の温度が低温となった際の概念図である。図９Ｂは、基材１５の素材をポリエチレンテレフタラートとした場合に採光装置１０の周囲の温度の変化によって採光フィルム１１が収縮した際の概念図である。図１０は、基材１５の素材をアクリルフォームとした場合の概念図である。図１１は、比較例と実施例との実験結果を比較した比較表である。

　図９Ａに示すようにポリエチレンテレフタラートを素材とした基材１５は、採光装置１０の周囲の温度が低温（例えば－２０℃～０℃）の場合に柔軟性を有さずに剛性を有する。また図９Ａに示すように採光装置１０の周囲の温度が低温の場合は、基材１５だけではなく両面粘着剤１３やプリズム層１１ｂが、採光装置１０の周囲の温度が低温でない場合と比べ剛性を有する。

　プリズム層１１ｂ、両面粘着剤１３、基材１５などが剛性を有すると、両面粘着剤１３は面５１において採光フィルム１１との接触面積が小さくなり、採光装置１０は、パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を緩和しにくくなる。

　面５１における両面粘着剤１３と採光フィルム１１との接触面積が小さくなり、採光装置１０がパネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を緩和しにくくなるため、採光フィルム１１は両面粘着剤１３及びパネル２から落下しやすくなる。

　また図９Ｂに示すように、採光装置１０の周囲の温度の変化によって、粘着材料１４の変形に応じて素材がポリエチレンテレフタラートである基材１５は断面が波打ったような形状となる。

　また基材１５はパネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を吸収できずに変形し、基材１５の変形に応じて粘着材料１６の断面も波打ったような形状となり、採光装置１０とパネル２との間の面５２における接触が小さくなる。

　採光装置１０は、パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を緩和しにくくなる。このため、基材１５がアクリルフォームの様な柔軟性を有する素材の場合、採光装置１０の周囲の温度が低温度の場合も、採光装置１０の周囲の温度が変化した場合も、図１０に示すように、パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を両面粘着剤１３は吸収する。

　パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を両面粘着剤１３が吸収するため、採光装置１０は、パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を緩和することができる。具体的には、プリズム層１１ｂの先端が入り込んだ状態の粘着材料１４の変位に対し基材１５が追従して変位し、粘着材料１４側において両面粘着剤１３は変形する。

　基材１５は、採光フィルム１１側からのパネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力を吸収し、粘着材料１６側では変形しない。このため、図１０に示す採光装置１０において粘着材料１６とパネル２との接触面積は変化せず、採光装置１０の周囲の温度が低温度の場合や、採光装置１０の周囲の温度が変化した場合においても、採光装置１０はパネル２から落下しにくい。

　図１１の比較表ＴＢ１に示すように、基材１５の素材をアクリルフォームとポリエチレンテレフタラートとした場合を比較する実験を行った。基材１５の素材がアクリルフォームの両面粘着剤１３として、白色系のアクリルフォームで厚さ０．４ｍｍのものを採用した。基材１５の素材がアクリルフォームの両面粘着剤１３として、アクリル系粘着で厚さ０．１ｍｍのものを採用した。

　テーブルＴＢ１に示すようにまた採光フィルム１１として、両面にプリズム層１１ｂのような採光部を有し厚さが２５０μｍのものと、片面にプリズム層１１ｂのような採光部を有し厚さが１２５μｍのものの２種類を使用した。採光装置１０の周囲の環境温度が高温の場合を６０℃、低温の場合を０℃として実験を行った。

　テーブルＴＢ１中の〇は、パネル２から採光装置１０が剥離せずかつ採光装置１０が撓まなかったことを示す。環境温度が６０℃の場合は、基材１５の素材がアクリルフォーム及びポリエチレンテレフタラートのどちらの場合でも、厚さが２５０μｍ及び１２５μｍのどちらの場合でも、採光装置１０にたわみや落下などの問題は発生しなかった。

　これに対して、テーブルＴＢ１中の※１、※２、※３、※４は、パネル２に採光装置１０が接着していた接着時間の長さを示していて、接着時間は※１が一番長く、そのあとは※２、※３、※４の順となった。

　※１、※２、※３、※４のいずれの場合も一定時間の間はたわみや落下などの問題は発生していないが、長時間実験を続けると、※４では採光装置１０が落下し、※３では採光装置１０の側面が傾いた。

　図１１に示すように基材１５に周囲の温度が低温及び常温の場合にも柔軟性を有する素材を用いると採光装置１０の周囲の温度が低温の場合においてもパネル２から採光装置１０が落下しにくくなることがわかる。

　基材１５が周囲の温度が低温及び常温の場合にも柔軟性を備えているアクリルフォームなどの素材であると、パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力は上述の通り緩和される。パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力が緩和されるため、採光装置１０にたわみや落下などの問題は発生しない。

　なお比較例からわかるように、基材１５の素材が周囲の温度が低温の場合に柔軟性を備えていないポリエチレンテレフタラートなどの樹脂であっても、周囲の温度が高温の場合には、採光装置１０にたわみや落下などの問題は発生しなかった。

　周囲の温度が高温の場合は、基材１５だけではなく両面粘着剤１３やプリズム層１１ｂが、周囲の温度が低温の場合と比べ柔軟性を備えている。周囲の温度が高温の場合は、基材１５だけではなく両面粘着剤１３やプリズム層１１ｂなどによって、パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力が緩和されるため、採光装置１０にたわみや落下などの問題は発生しない。

　また※１と※２との比較及び※３と※４との比較からわかることとして、採光フィルム１１の厚さが厚い場合（例えば２５０μｍ）は薄い場合（例えば１２５μｍ）に比べて採光装置１０にたわみや落下などの問題が発生しにくいため、好ましいことがわかる。

［第６の実施の形態］
　第１～第５の実施の形態では、基材１５が１つ又はない場合について述べたが、本実施の形態のように、基材６２，６４は２つ以上としてもよい。図１２は、本実施の形態における採光装置６０を示す概略断面図である。

　図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図に示すように、本実施の形態においては。採光装置６０は基材６２及び基材６４を備える。図２におけるＩＩ－ＩＩ断面図に対応する断面図がＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面図とする。

　図１２に示すようにパネル２及び採光装置６０に入射する太陽光などの光である入射光１は、採光フィルム１１が備えるプリズム層１１ｂによって所定の方向に向けて出射光３として出光される。採光フィルム１１は、プリズム層１１ｂの他に剛性を担保するためなどに基材１１ａを備えている。

　このように例えば室外からの入射光１は、パネル２の室内側に貼り付けられた採光装置６０によって室内への出射光３として出射される。採光装置６０において採光フィルム１１の外周の全周に設けられた粘着剤付着部１２は、図１２に示すように両面粘着剤７０によって採光フィルム１１とパネル２とを付着させる。両面粘着剤７０が付着している粘着剤付着部１２は図１に示すように採光フィルム１１の外周の全周に設けられている。

　本実施の形態による採光装置６０は、採光フィルム１１の全面には両面粘着剤７０が付着していない。両面粘着剤７０は、粘着剤付着部１２のように採光フィルム１１の外周のみに付着しているため、作業者は採光装置６０をパネル２から容易に剥がすことができる。

　両面粘着剤７０は、粘着性を有する粘着材料６１，６３，６５と基材６２，６４からなる。粘着材料６１は採光フィルム１１と基材６２とを付着する。粘着材料６３は基材６２と基材６４とを付着する。粘着材料６５は基材６４とパネル２とを付着する。

　両面粘着剤７０においては、入射光１側（パネル２側）の粘着材料６５の剥離強度及びせん断接着強度の少なくとも１つが出射光３側（採光フィルム１１側）の粘着材料６１よりも低い。

　このため、採光装置６０をパネル２から簡単に剥がすことができ、かつ、パネル２から剥がされる際に採光装置６０は採光フィルム１１と両面粘着剤７０との付着を維持することができる。

　また採光フィルム１１が備えるプリズム層１１ｂは立体構造となっており、接着する場合に接着面が少なくなるため、少ない接着面でも接着できるように粘着材料６１には粘着力、剥離強度及びせん断接着強度が所定値以上の材料を選定する。さらに粘着材料６５の粘着力、剥離強度及びせん断接着強度は所定値とする。従って粘着材料６５の粘着力は、粘着材料６１の粘着力よりも弱い。

　このため、パネル２から採光装置６０を剥がす際に両面粘着剤７０や採光フィルム１１の一部がパネル２に残りづらくすることができるためパネル２への負荷が少なくすることができ、また、パネル２から採光装置６０を取り外しやすいようにすることができる。

　例えば粘着材料６１は、例えばアクリル系の粘着材料で、９０°剥離試験での評価結果として、剥離強度が２Ｎ／ｃｍ以上、せん断接着強度が１Ｎ／ｃｍ^２以上とする。また例えば粘着材料６５は、例えばアクリル系やシリコーン系の粘着材料で、９０°剥離試験での評価結果として、剥離強度が２Ｎ／ｃｍ以下、せん断接着強度が１Ｎ／ｃｍ^２以上とし、自己吸着性粘着剤などとする。なお粘着材料６３は、基材６２と基材６４とを接着可能であればよい。

　また両面粘着剤７０がスペーサの役目を果たすため、粘着剤付着部１２以外の部分にはパネル２と採光フィルム１１との間に空気層５が確保される。空気層５が確保される箇所では、採光フィルム１１が備えるプリズム層１１ｂによる屈折率を減少させることがなくなり、空気層５が確保される箇所については直抜け光を発生させにくくすることができる。また空気層５が確保されている個所では、プリズム層１１ｂの突起部の先端が両面粘着剤１３で潰れずにグレアが発生しないようにすることができる。

　なお本実施の形態の両面粘着剤７０には、粘着材料６３と粘着材料６５との間に両面粘着剤７０の曲げ剛性を高くするために基材６４が設けられているものとしている。両面粘着剤７０の曲げ剛性は、基材６４の厚さや基材６４の材料を変更することで調節する。

　両面粘着剤７０の曲げ剛性は、採光装置６０をパネル２から剥がしやすくしたり、採光フィルム１１の平坦性を維持したりする（採光フィルム１１にたわみやしわができにくくする）ために基本的には採光フィルム１１の剛性よりも高くする。

　なお採光フィルム１１の剛性が従来の一般的な値よりも高い場合は両面粘着剤７０の曲げ剛性が採光フィルム１１の剛性よりも高くしなくてもよい。またパネル２にプリズム層１１ｂが接触しないようにするため両面粘着剤１３の厚さはプリズム層１１ｂの厚さよりも厚くする。

　また周囲の温度が低温及び常温の場合に、採光装置６０がパネル２から剥がれてしまわないように基材６２は所定の柔軟性を有する。所定の柔軟性とは例えば０℃においてヤング率が５ＧＰａ以下とし、望ましくは１ＧＰａ以下とする。所定の柔軟性を有する素材として、スポンジのような内部に複数の空気の気泡を有する素材、例えばアクリルフォームが挙げられる。

　本実施形態では、基材６２の柔軟性は、基材６４の柔軟性よりも高い。基材６２が周囲の温度が低温及び常温の場合にも所定の柔軟性を備えていると、低温及び常温の場合にもパネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力は緩和される。

　パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力は、パネル２から採光フィルム１１を剥がす要因となるが、この応力が緩和されることでパネル２から採光フィルム１１が剥がれにくくなる。

　パネル２と採光フィルム１１との間の応力は、パネル２と採光フィルム１１との熱膨張係数に差があり、採光装置１０の周囲の温度の変化によって例えば採光フィルム１１が収縮することで生じる。

　パネル２と採光フィルム１１との間に生じる応力は両面粘着剤７０にかかるが、両面粘着剤７０が備える基材６２が柔軟性を有していると、両面粘着剤７０が変形することで、採光装置６０は、この応力を緩和することができる。具体的にはプリズム層１１ｂの先端が入り込んだ状態の粘着材料６１の変位に対し基材６２が追従して変位し両面粘着剤７０は変形する。

　本実施の形態による採光装置６０は、基材６２，６４の２つを備えることで、パネル２側の基材６４及び粘着材料６５を、パネル２の種類に合わせて望ましい特性を持つものに変更することができる。

　例えばパネル２の採光装置６０を取り付ける側の面が滑らかな場合、基材６４は剛性が高い方がよいが、パネル２が例えばすりガラスなどであって、採光装置６０を取り付ける側の面に凸凹がある場合、基材６４は低温及び常温の場合に柔軟性を有し凹凸に対応できることが好ましい。またパネル２がすりガラスの場合は、粘着材料６５もすりガラスに合わせた粘着力が強いものが好ましい。

　［他の実施の形態］
　第１～第６の実施の形態においては、採光装置１０，２０，２５，３０，６０が採光機能を有する採光フィルム１１を備える場合について述べたが、採光フィルム１１の代わりに不規則に設けられた突起を有する光学フィルムを備えてもよい。

　光学フィルムは、例えば光を拡散する光拡散機能、光を透過する光透過機能、光を反射する光反射機能などを有するフィルムが挙げられる。なお光学フィルムは、剛性を担保するためなどに基板を備えていてもよい。

　採光装置１０，２０，２５，３０，６０が採光フィルム１１の代わりに光学フィルムを備える場合、入射光１を所定の方向に向けて出射光３として出光するような採光機能以外の、光拡散機能、光透過機能、光反射機能などの機能を有することができる。なお光学フィルムは採光機能を有していてもよいものとする。
 

Claims (15)

1. 　入射光を所定の方向に向け出射光として出射するプリズム層を有する採光フィルムと、
   　前記採光フィルムの外周の少なくとも一部に付着され、前記入射光の側と前記出射光の側の両面が粘着性を有し、前記入射光の側の剥離強度及びせん断強度の少なくとも１つが前記出射光の側よりも低い両面粘着剤と、を備える、
   　採光装置。
2. 　前記両面粘着剤の前記入射光の側の剥離強度は２Ｎ／ｃｍ以下であり、前記両面粘着剤の前記出射光の側の剥離強度は２Ｎ／ｃｍ以上であり、前記両面粘着剤は両面ともにせん断接着強度が１Ｎ／ｃｍ^２以上である、
   　請求項１に記載の採光装置。
3. 　前記両面粘着剤の厚さは、プリズム層の厚さよりも厚い、
   　請求項１又は２に記載の採光装置。
4. 　前記両面粘着剤の前記入射光の側の剥離強度及びせん断強度の少なくとも１つが、前記採光フィルムの外周の一部において他の部分よりも高い、
   　請求項１～３のいずれか一項に記載の採光装置。
5. 　前記両面粘着剤は、さらに前記採光フィルムの中央に付着される、
   　請求項１～３のいずれか一項に記載の採光装置。
6. 　前記両面粘着剤は、前記入射光の側の第１の粘着材料と、前記出射光の側の第２の粘着材料と、前記第１の粘着材料と前記第２の粘着材料との間に設けられた基材と、を備える、
   　請求項１～５のいずれか一項に記載の採光装置。
7. 　前記第１の粘着材料は前記採光フィルムの全周に付着され、前記第２の粘着材料は前記採光フィルムの外周の一部に付着される、
   　請求項６に記載の採光装置。
8. 　前記基材の前記入射光の側の面、前記出射光の側の面又は両面に印刷が施されている、
   　請求項６又は７に記載の採光装置。
9. 　パネルへの貼り付け面側に凹凸構造を有する光学フィルムと、
   　前記パネルへ粘着される第１の粘着材料と、
   　前記光学フィルムへ粘着される第２の粘着材料と、
   　前記第１の粘着材料と前記第２の粘着材料との間に設けられるとともに所定の柔軟性を有する第１の基材と、を備え、
   　前記第１の粘着材料の粘着力は、前記第２の粘着材料の粘着力よりも弱い、
   　採光装置。
10. 　前記第１の基材のヤング率は、０℃において１ＧＰａ以下である、
    　請求項９に記載の採光装置。
11. 　前記第１の基材は、内部に複数の空気の気泡を有する、
    　請求項９又は１０に記載の採光装置。
12. 　前記第１の粘着材料は前記光学フィルムの全周に付着され、前記第２の粘着材料は前記光学フィルムの外周の一部に付着される、
    　請求項９～１１の何れか１項に記載の採光装置。
13. 　前記第１の基材の少なくとも１面に印刷が施されている、
    　請求項９～１２の何れか１項に記載の採光装置。
14. 　前記採光装置は、更に、
    前記第１の粘着材料と前記第１の基材との間に設けられた第３の粘着材料と、
    前記第１の粘着材料と前記第３の粘着材料の間に設けられた第２の基材と、を備える、
    　請求項９～１３の何れか１項に記載の採光装置。
15. 　前記第１の基材の柔軟性は、前記第２の基材の柔軟性よりも高い、
    　請求項１４に記載の採光装置。

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