JP2016024271A - Lighting film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入射された光の進行方向を変化させて出射させる採光フィルムに関する。 The present invention relates to a daylighting film that emits light by changing the traveling direction of incident light.
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天井方向に偏向させて採光効率を向上させる光制御シート等の採光フィルムが提案されている。ここで、採光効率とは、入射光に対する、水平方向よりも上方に進行する光の割合を指す。 Light control sheet that improves daylighting efficiency by deflecting outside light incident on the window toward the indoor ceiling as part of efforts to reduce carbon dioxide emissions and reduce power consumption by reducing the intensity of indoor lighting Etc. have been proposed. Here, the daylighting efficiency refers to the ratio of light traveling upward from the horizontal direction with respect to incident light.
例えば、特許文献1および2には、外光の入射面に沿って複数の反射面を離隔して配置して採光効率の向上を図る光学素子が開示されている。特許文献1および2には、複数の反射面の傾斜角度を変える例も開示されている。
For example,
特許文献1および2に示すように、複数の反射面を離隔して配置した場合、各反射面で反射された光が、上方に隣接して配置された反射面の裏面側に当たって再度反射し、光が下方に進行しまうおそれがある。この場合、採光効率を上げられなくなる。
As shown in
一つの反射面で反射された光が上方に隣接して配置された反射面に入射されないようにするには、反射面のピッチを広げたり、反射面の層方向の長さを短くしなければならない。ところが、単に反射面のピッチを広げたり、層方向の長さを短くすると、反射面に入射されない光の割合も増えてしまい、やはり採光効率を向上させることができなくなる。 In order to prevent the light reflected by one reflecting surface from being incident on the reflecting surface arranged adjacent to the upper side, the pitch of the reflecting surfaces must be increased or the length of the reflecting surfaces in the layer direction must be shortened. Don't be. However, if the pitch of the reflecting surfaces is simply increased or the length in the layer direction is shortened, the proportion of light that is not incident on the reflecting surfaces also increases, making it impossible to improve the daylighting efficiency.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造で採光効率を向上させることができる採光フィルムを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the subject mentioned above, The objective is to provide the lighting film which can improve the lighting efficiency with a simple structure.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様では、
一方の面側から入射された光の進行方向を変化させて出射させる採光フィルムにおいて、
前記一方の面に沿って離隔して形成される複数のルーバー部と、
前記複数のルーバー部の周囲に設けられるベース部と、を備え、
前記複数のルーバー部のそれぞれは、前記一方の面の法線方向に対する傾斜角度がそれぞれ異なる複数の反射面を有し、
前記採光フィルムのフィルム面を天地方向に配置したときに、前記一方の面の出射側に向いた法線方向から地面側の方向への為す角度を正として、
前記複数の反射面のうち、前記一方の面に最も近い位置に配置された反射面は、残りの反射面よりも前記一方の面の法線方向に対する角度が大きい。
In order to solve the above problems, in one embodiment of the present invention,
In the daylighting film that emits by changing the traveling direction of the light incident from one side,
A plurality of louver portions formed apart from each other along the one surface;
A base portion provided around the plurality of louver portions,
Each of the plurality of louver portions has a plurality of reflection surfaces with different inclination angles with respect to the normal direction of the one surface,
When the film surface of the daylighting film is arranged in the top-to-bottom direction, the angle to be made from the normal direction toward the emission side of the one surface to the direction of the ground side is positive,
Of the plurality of reflecting surfaces, the reflecting surface arranged at the position closest to the one surface has a larger angle with respect to the normal direction of the one surface than the remaining reflecting surfaces.
当該採光フィルムのフィルム面を天地方向に配置したときに、前記複数の反射面は、地面の方向に凸形状になるように配置されていてもよい。 When the film surface of the said daylighting film is arrange | positioned in the top-and-bottom direction, these reflective surfaces may be arrange | positioned so that it may become convex shape in the direction of the ground.
前記ベース部は、前記一方の面に沿って離隔して形成される複数の溝を有していてもよく、
前記複数のルーバー部は、対応する前記溝内に設けられてもよい。
The base portion may have a plurality of grooves formed apart from each other along the one surface,
The plurality of louver portions may be provided in the corresponding groove.
前記反射部材は、前記ベース部の対応する前記溝に蒸着された金属材料であってもよい。 The reflective member may be a metal material deposited in the corresponding groove of the base portion.
前記一方の面に最も近い位置に配置された前記反射面に入射された光が、当該反射面で反射された後、当該反射面を有するルーバー部の上方に隣接して配置された別のルーバー部に当たらずに前記光制御層を通過するように、前記一方の面に最も近い位置に配置された反射面の前記一方の面の法線方向に対する角度、前記複数のルーバー部の前記一方の面方向のピッチおよび前記一方の面の法線方向の長さの少なくとも一つが調整されてもよい。 Another louver disposed adjacent to above the louver part having the reflection surface after the light incident on the reflection surface disposed at a position closest to the one surface is reflected by the reflection surface An angle with respect to the normal direction of the one surface of the reflective surface arranged closest to the one surface so as to pass through the light control layer without hitting the portion, the one of the plurality of louver portions At least one of the pitch in the surface direction and the length in the normal direction of the one surface may be adjusted.
前記複数の反射面のうち、前記一方の面から最遠方の反射面は、前記一方の面の法線方向に略平行であってもよい。 Of the plurality of reflection surfaces, the reflection surface farthest from the one surface may be substantially parallel to the normal direction of the one surface.
前記反射部材は、
前記一方の面に近接して配置される第1反射面と、
前記第1反射面に連なり、前記第1反射面よりも前記一方の面から離れた位置に配置される第2反射面と、を有し、
前記第1反射面は、前記第2反射面よりも、前記一方の面の法線方向に対してより傾斜していてもよい。
The reflective member is
A first reflective surface disposed proximate to the one surface;
A second reflective surface that is continuous with the first reflective surface and is disposed at a position farther from the one surface than the first reflective surface;
The first reflective surface may be more inclined with respect to the normal direction of the one surface than the second reflective surface.
前記第1反射面は、前記第2反射面に対して、4度以上でかつ10度未満の角度で傾斜していてもよい。 The first reflective surface may be inclined with respect to the second reflective surface at an angle of 4 degrees or more and less than 10 degrees.
前記反射部材の厚みは、均一であってもよい。 The thickness of the reflective member may be uniform.
本発明によれば、簡易な構造で採光効率を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve daylighting efficiency with a simple structure.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物から変更し誇張してある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale and the vertical / horizontal dimensional ratio are appropriately changed and exaggerated.
また、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、「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。 In addition, as used in this specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified, for example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, length and angle values, etc. are strictly Without being bound by meaning, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.
さらに、本明細書において、「シート」、「フィルム」、「板」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「シート」はフィルムや板とも呼ばれ得るような部材も含む概念である。一具体例として、「光制御シート」には、「光制御フィルム」や「光制御板」等と呼ばれる部材も含まれる。 Further, in the present specification, terms such as “sheet”, “film”, and “plate” are not distinguished from each other only based on the difference in names. Therefore, for example, a “sheet” is a concept including a member that can also be called a film or a plate. As a specific example, the “light control sheet” includes members called “light control film”, “light control plate”, and the like.
また、本明細書において、「シート面(フィルム面、板面、パネル面)」とは、対象となるシート状の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材の平面方向と一致する面のことを指す。さらに、本明細書において、シート状(フィルム状、板状、パネル状)の部材に対して用いる「法線方向」とは、当該部材のシート面への法線方向のことを指す。 Further, in this specification, the “sheet surface (film surface, plate surface, panel surface)” is the plane of the target sheet-like member when the target sheet-like member is viewed as a whole and globally. A surface that matches the direction. Furthermore, in this specification, the “normal direction” used for a sheet-like (film-like, plate-like, panel-like) member refers to a normal direction to the sheet surface of the member.
図1は本発明の一実施形態による採光フィルム1の断面構造を示す図である。図1の採光フィルム1は、基材層2の上に配置される光制御層3と、光制御層3の上に配置される接着層4と、基材層2の下に配置される保護フィルム5とを備えている。図1の採光フィルム1は、接着層4を介して窓等の採光具6に積層することが可能である。あるいは、本実施形態による採光フィルム1は、窓等の採光具6の内部に一体的に形成されていてもよい。
FIG. 1 is a view showing a cross-sectional structure of a
接着層4を露出したままにすると、意図せぬものに採光フィルム1が接着してしまうため、採光フィルム1を窓等の採光具6に接着する前は、接着層4の上に不図示の剥離フィルムをつけることが多い。剥離フィルムは、採光フィルム1を採光具6に接着する前に剥離される。また、保護フィルム5は、採光フィルム1を採光具6に接着した後に剥離される。以下では、剥離フィルムと保護フィルム5のそれぞれを単に「層」と呼ぶこともある。
If the
図1の光制御層3は、一方の面3aに沿って離隔して配置される複数の溝11を有するベース部12と、ベース部12とは異なる屈折率を持ち複数の溝11内に配置される複数のルーバー部13とを有する。
The
複数のルーバー部13のそれぞれは、入射面3aの法線方向に対する傾斜角度がそれぞれ異なる複数の反射面14a,14bを有する反射部材14である。これら反射面は、図1の採光フィルム1のフィルム面を天地方向に配置したときに、ルーバー部13の天側を向いた面に設けられている。反射部材14の厚み、すなわち反射部材14の入射面3aに沿った方向の幅は、複数の反射面14a,14bが反射機能を発揮できさえすればよいため、十分に薄くすることができる。
Each of the plurality of
反射部材14が有する複数の反射面14a,14bのうち、入射面3aに最も近い位置に配置された反射面は、残りの反射面よりも入射面3aの法線方向に対する角度を大きくしている。すなわち、ルーバー部13は、採光フィルム1のフィルム面を天地方向に配置したときに、地面(下)方向に凸形状となるように、複数の反射面14a,14bを配置している。なお、本明細書では、採光フィルム1のフィルム面を天地方向に配置したときに、一方の面3aの出射側に向いた法線方向から地面側の方向への為す角度を正としている。
Of the plurality of reflecting
図1では、反射部材14が第1反射面14aと、この第1反射面14aに連なる第2反射面14bとの2つの反射面を有する例を示しているが、3つ以上の反射面を有していてもよい。この場合、3つ以上の反射面は、入射面3aの法線方向に対する傾斜角度がそれぞれ異なっている。より具体的には、入射面3aに近い側から遠い側にかけて、傾斜角度が段階的に小さくなる。
Although FIG. 1 shows an example in which the reflecting
図1では、反射部材14が有する複数の反射面14a,14bのうち、入射面3aから最遠方の位置に配置された反射面14bは、入射面3aの法線方向に略平行に配置される例を示しているが、この反射面14bが入射面3aの法線方向に対して多少傾斜して配置されていてもよい。ただし、後述するように、入射面3aから最遠方の位置に配置された反射面14bが入射面3aの法線方向と平行でない場合には、低い角度からの入射光がルーバー部13の間をすり抜ける頻度が高くなるため、理想的には、最遠方の位置に配置された反射面は入射面3aの法線方向に平行に配置するのがよい。
In FIG. 1, the reflecting
反射部材14は、ベース部12の溝部にアルミニウムや銀などの反射率の高い金属材料を蒸着して形成され、反射部材14の厚みは全長にわたってほぼ均一である。上述したように、反射部材14の厚みは、各反射面が反射機能を発揮できる程度に薄くできるため、採光フィルム1を通して反対側を見たときの視認性がよくなる。例えば、ルーバー部13をベース部12とは異なる屈折率を持つ樹脂材料で形成し、ルーバー部13の断面構造を台形や三角形にしたとすると、採光フィルム1を通して反対側を見たときに、ぼやけて視認されることが多く、観察者に違和感を与えてしまう。ところが、本実施形態のように、厚みが十分に薄い反射部材14でルーバー部13を構成した場合には、ルーバー部13のない採光フィルム1とほぼ同等の視認性が得られるため、観察者に違和感を与えるおそれもない。
The
図2はルーバー部13の構造をより詳細に示す断面図である。図2のルーバー部13は、入射面3aの法線方向に対する傾斜角度がそれぞれ異なる第1反射面14aと第2反射面14bとを有する。図2は、第1反射面14aと第2反射面14bとの傾斜角度の差を8°に設定する例を示している。より具体的には、図2の第1反射面14aは入射面3aの法線方向に対する傾斜角度が8°であり、第2反射面14bは入射面3aの法線方向に対する傾斜角度が0°である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the
また、図2では、ルーバー部13の第1反射面14aの法線方向における全長を200μm、第1反射面14aの第1面の法線方向における長さを75μm、第2反射面14bの第1面の法線方向における長さを125μm、ルーバー部13の入射面3a方向のピッチを80μmとしている。
In FIG. 2, the total length in the normal direction of the first reflecting
なお、図2は一例であり、ルーバー部13の構造およびピッチは、図示したものに限定されない。例えば、日本における一年を通じた太陽高度を考慮に入れると、第1反射面14aと第2反射面14bとの傾斜角度の差は、4°以上で10°未満に設定されていればよい。また、ルーバー部13の全長は例えば100〜500μmの範囲に設定され、ピッチは例えば50μm〜200μの範囲に設定される。
Note that FIG. 2 is an example, and the structure and pitch of the
図3(a)は図2のルーバー部13を有する採光フィルム1に太陽高度が60°の太陽光が入射された場合の光路図、図3(b)は太陽高度が20°の太陽光が入射された場合の光路図である。図3(a)は夏場の太陽高度からの太陽光の光路を示し、図3(b)は冬場の太陽高度からの太陽光の光路を示しており、これらの図はシミュレーションにより得られたものである。
FIG. 3A is an optical path diagram when sunlight having a solar altitude of 60 ° is incident on the
図3(a)と図3(b)からわかるように、太陽高度が高くなるほど、入射面3aの法線方向に対する入射角度は大きくなり、太陽光は、ルーバー部13の第2反射面14b側よりも、第1反射面14a側により多く入射されるようになる。第1反射面14aに入射された太陽光は、図3(a)の矢印線a1で示すように、第1反射面14aで反射されて、斜め上方に進行する。図3(a)の矢印線a2は、第1反射面14aが入射面3aの法線方向に平行である場合の太陽光の進行方向を示している。第1反射面14aが入射面3aの法線方向に平行である場合には、第1反射面14aで反射された光がより急峻な角度で上方に進行し、上方に隣接して配置されたルーバー部13に当たってしまう可能性が高くなる。上方に隣接して配置されたルーバー部13に当たった光は、このルーバー部13で反射されて、斜め下方に進行するため、採光には利用されなくなり、採光効率が低下する要因となる。
As can be seen from FIG. 3A and FIG. 3B, the higher the solar altitude, the larger the incident angle with respect to the normal direction of the
太陽高度を60°とし、光制御層3のベース部12の屈折率を1.55とすると、光制御層3の入射面3aに入射される太陽光の進行方向は、スネルの法則より、以下の(1)式で表される。
When the solar altitude is 60 ° and the refractive index of the
sin60°/sinθ=1.55/1 …(1)
(1)式において、θは光制御層3の内部での光の入射面3aの法線方向に対する角度である。(1)式をθについて解くと、θ=34°となる。
In the equation (1), θ is an angle with respect to the normal direction of the
ルーバー部13の第1反射面14aが入射面3aの法線方向に対して8°傾斜しているとすると、第1反射面14aで反射された光の進行方向角度は、入射面3aの法線方向に対して、以下の(2)式で計算されるように、18°となる。ただし、反射された光に関しては、入射面3aの法線方向から図中上方向に進む場合を正としている。
Assuming that the first reflecting
34°−8°−8°=18° …(2) 34 ° -8 ° -8 ° = 18 ° (2)
第1反射面14aが傾斜していない場合の第1反射面14aから反射される光の進行方向角度は34°であり、この場合と比べて16°も低い角度で光が進行することになる。このため、第1反射面14aが入射面3aの法線方向に対して8°傾斜している場合には、第1反射面14aで反射された光の大部分は、上方に隣接して配置されたルーバー部13に当たらずに、光制御層3を斜め上方に通過していく。
The traveling direction angle of the light reflected from the first reflecting
このように、第1反射面14aを入射面3aの法線方向に対して時計回りに8°傾斜させることで、第1反射面14aで反射される光をより低い角度で斜め上方に進行させることができ、この光が上方に隣接して配置されたルーバー部13に当たるおそれが少なくなる。従って、採光フィルム1を通過する光の割合を増やすことができ、採光効率を向上できる。
In this manner, the light reflected by the first reflecting
一方、太陽高度が20°の場合、光制御層3の内部での太陽光の進行方向は、スネルの法則より、以下の(3)式で表される。
On the other hand, when the solar altitude is 20 °, the traveling direction of sunlight inside the
sin20°/sinθ=1.55/1 …(3) sin20 ° / sinθ = 1.55 / 1 (3)
この(3)式をθについて解くと、θ=12.7°となる。 Solving this equation (3) for θ gives θ = 12.7 °.
ルーバー部13の第2反射面14bが入射面3aの法線方向に平行に配置されている場合は、θ=12.7°で第2反射面14bに入射された光が、同じく絶対角度12.7°で斜め上方に反射される。12.7°という角度は小さい角度であるため、第2反射面14bで反射された光は、上方に隣接するルーバー部13に当たらずに採光フィルム1を斜め上方に通過して行く可能性が高くなる。
When the second reflecting
図3(b)の矢印線a3に示すように、第2反射面14bが入射面3aの法線方向に対して平行に配置されている場合には、入射面3aから第2反射面14bに入射される光は、低い太陽高度の太陽光であり、このような低い角度からの太陽光が第2反射面14bに入射された場合には、第2反射面14bの反射光も、同様に低い角度で斜め上方に進行する。一方、図3(b)の矢印線a4は、第2反射面14bが第1反射面14aと同様の傾斜角度で斜めに配置されている場合の太陽光の光路である。この場合、低い角度からの太陽光は第2反射面14bに入射および反射されず、採光フィルム1を斜め下方に通過する。よって、採光効率を向上させることができなくなる。したがって、第2反射面14bは、入射面3aの法線方向に対して平行か、あるいは平行にできるだけ近い角度に配置するのが望ましいことがわかる。
As indicated by an arrow line a3 in FIG. 3B, when the second reflecting
あるルーバー部13の第1反射面14aに入射されて反射された光が、上方に隣接するルーバー部13に当たらないようにするための限界条件は、第1反射面14aの入射面3a側の端部に入射されて反射された光が、上方に隣接するルーバー部13の第2反射面14bの出射面側の端部を通過する場合である。本実施形態では、この限界条件を条件1と呼ぶ。図3(a)の矢印線a1はこの条件1での光線(例えば、太陽高度60°の光線)の光路を示している。ルーバー部13の全長とピッチの少なくとも一方を調整することにより、上方に隣接するルーバー部13がこの光路に当たらないようにすることができる。
この条件1をさらに詳細に説明すると、図3(a)に破線で示すように、ルーバー部13の入射面3aに近い側の第1反射面14aが第2反射面14bと同じ傾斜角度であると仮定したときに、第1反射面14aの入射面3a側の端部で反射された光が、上方に隣接するルーバー部13に当たってしまうのに対し、第1反射面14aの傾斜角度を第2反射面14bに対して急峻にすると、上方に隣接するルーバー部13に当たらなくなる場合である。条件1を満たすには、上述したように、ルーバー部13の全長とピッチを調整する以外に、第1反射面14aの傾斜角度を調整することによっても可能となる。
The limiting condition for preventing the light incident on and reflected from the first reflecting
The
ここで、ルーバー部13の全長とは、入射面3aの法線方向に沿って伸びるルーバー部13の長さである。ルーバー部13の全長が長いほど、入射面3aから入射された光は、ルーバー部13に入射されやすくなるが、その一方で、ルーバー部13から斜め上方に跳ね上げられた光が上方に隣接する別のルーバー部13に当たってしまう可能性も高くなる。よって、ルーバー部13の長さは、長すぎてもよくないし、短すぎてもよくない。
Here, the total length of the
また、ルーバー部13のピッチとは、入射面3aに沿った方向における隣り合うルーバー部13の間隔である。ルーバー部13のピッチが狭いほど、入射面3aから入射された光がルーバー部13の間をすり抜ける頻度を低減できるが、その一方で、ルーバー部13から斜め上方に跳ね上げられた光が上方に隣接する別のルーバー部13に当たってしまう可能性も高くなる。よって、ルーバー部13のピッチは、狭すぎてもよくないし、広すぎてもよくない。
Further, the pitch of the
このように、上述した条件1での光線を斜め上方に跳ね上げることができるように、ルーバー部13の長さとピッチを調整する必要がある。
Thus, it is necessary to adjust the length and pitch of the
一方、太陽高度が低くなるほど、入射面3aの法線方向に対する入射角度が低くなり、太陽光は、ルーバー部13の第2反射面14b側により多く入射されるようになる。第2反射面14bに入射された太陽光は、反射されて斜め上方に進行する。太陽光が低い角度のときに第2反射面14bに入射されるため、第2反射面14bで反射される光も斜め上方に低い角度で進行し、上方に隣接するルーバー部13には当たらなくなる。
On the other hand, the lower the solar altitude, the lower the incident angle with respect to the normal direction of the
あるルーバー部13の第2反射面14bに入射されて反射された光が斜め上方に進行する限界条件は、光が第2反射面14bの出射側の端部に入射される場合である。本実施形態では、この限界条件を条件2と呼ぶ。図3(b)の矢印線a3はこの条件2での光線の光路を示している。ルーバー部13の全長とピッチを調整することにより、条件2における入射光(例えば太陽高度20°の光)を確実に斜め上方に跳ね上げることができる。
この条件2をさらに詳細に説明すると、図3(b)に破線で示すように、ルーバー部13の入射面3aから遠い側の第2反射面14bが第1反射面14aと同じ傾斜角度であると仮定したときに、ルーバー部13の間をすり抜けてしまう光が、第2反射面14bの傾斜角度を第1反射面14aより緩やかにすると、第2反射面14で反射されて斜め上方に進行する場合である。条件2を満たすには、上述したように、ルーバー部13の全長とピッチを調整する以外に、第2反射面14の傾斜角度を調整することによっても可能となる。
The limiting condition in which the light incident and reflected on the second reflecting
The
図4はルーバー部13の傾斜角度を3通りに変えた場合の採光効率をシミュレーションにより数値化した図である。図4は、(a)第1反射面14aと第2反射面14bをともに入射面3aの法線方向に平行に配置した場合、(b)図2と同様に第1反射面14aと第2反射面14bを相対的に8°傾斜させた場合、(c)第1反射面14aと第2反射面14bをともに入射面3aの法線方向から8°傾斜させた場合のそれぞれについて、採光効率を数値化した値を示している。より詳しくは、図4では、(a)〜(c)のそれぞれについて、太陽高度を20°から50°まで10°刻みで変えた場合のそれぞれの採光効率を数値で示すとともに、太陽高度が20°〜50°までの採光効率の値を平均化した値も示している。
FIG. 4 is a diagram in which the lighting efficiency when the inclination angle of the
図4からわかるように、本実施形態である(b)の場合が採光効率の平均値が最大になる。よって、図4の結果からも、本実施形態のように、第2反射面14bを入射面3aの法線方向に対して平行に配置して、かつ第1反射面14aを8°傾斜させることが採光効率を向上させる上で望ましいことがわかる。
As can be seen from FIG. 4, the average value of the daylighting efficiency is maximized in the case (b) of the present embodiment. Therefore, also from the result of FIG. 4, the second reflecting
図5はルーバー部13の第1反射面14aと第2反射面14bの傾斜角度を入射面3aの法線方向に対してそれぞれ0〜10°の範囲で変えて太陽高度20〜60°の太陽光を入射させた場合の平均採光効率を示す図である。図5はシミュレーションにより得られた結果を示している。
FIG. 5 shows a sun with an altitude of 20 to 60 ° by changing the inclination angle of the first reflecting
図5では、第1反射面14aと第2反射面14bの傾斜角度をそれぞれ4通りに変化させており、全部で4×4=16個のルーバー部13の平均採光効率が示されている。図5からわかるように、本実施形態である第1反射面14aが8°で、第2反射面14bが0°の場合が最も平均採光効率が高くなる。
In FIG. 5, the inclination angles of the first reflecting
このように、図4および図5の結果からも、本実施形態による第1反射面14aおよび第2反射面14bを有するルーバー部13が採光効率を向上する観点で望ましいことがわかる。
Thus, also from the results of FIGS. 4 and 5, it can be seen that the
(採光具6の構造)
図1の採光フィルム1は、窓等の採光具6に貼付される場合の他、例えば合わせガラスの間に配置されて封止されることも可能である。図6は合わせガラス10の断面構造の一例を示す図である。図示のように、採光フィルム1の両面には接着層4が配置され、これら接着層4を介してガラス等の透明基材9が両面から接着される。
(Structure of lighting tool 6)
The
また、本実施形態による採光フィルム1は、ブラインドの少なくとも一部のスラットの表面に接着層4を介して接着されてもよい。あるいは、各スラットの内部に採光フィルム1を組み込んでもよい。さらに、本実施形態による採光フィルム1は、ロールアップブラインドの表面に接着層4を介して接着されてもよい。
Further, the
(採光フィルム1の製法)
次に、本実施形態に係る採光フィルム1の構成材料および製造工程について説明する。ベース部12の材料としては、例えば、光硬化性プレポリマーと、反応性希釈モノマーと、金型離型剤と、光重合開始剤とを混合して均一化したものが用いられる。ベース部12の材料は、紫外線硬化性樹脂を用いる代わりに、熱硬化性樹脂または電子線硬化性樹脂などの硬化性樹脂を用いてもよい。
(Manufacturing method of the daylighting film 1)
Next, the constituent material and manufacturing process of the
ベース部12に、図1に示すような反射面14a,14bの元となる溝11を形成するには、例えば金型ロール21が用いられる。金型ロール21の表面は、溝11の形状に合わせてバイトにより切削されて、図7(a)に示すように、各溝11の形状に対応する複数の凸部22が形成される。
For example, a
凸部22が形成された金型ロール21と不図示のニップロールの間にベース部12の組成物を充填して両ロールにて加圧し、例えば高圧水銀灯により紫外線を照射してベース部12の組成物を硬化させて、図7(b)に示すようにベース部12が形成される。その後、不図示の剥離ローラにより、金型ローラからベース部12を離型し、複数の溝11が形成されたベース部12を含む中間部材を作製する。
The composition of the
次に、例えば斜め蒸着法により、図7(c)に示すようにアルミニウムや銀などの反射率の高い金属材料23を溝11の内部に蒸着させる。次に、図7(d)に示すように、ベース部12と同じ樹脂材料を用いて、溝11の隙間を充填し、ルーバー部13を形成する。このとき、図7(e)に示すように、溝11の開口部に連なるベース部12の表面全体を樹脂材料で覆って、ベース部12の表面よりも内側にルーバー部13を形成してもよい。
Next, a
図7(d)または図7(e)の工程までで、基材層2の上に光制御層3が完成する。次に、光制御層3の入射面3a側には接着層4が形成される。
The
基材層2の材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)又はポリカーボネート(PC)等の透明のフィルムが用いられる。基材層2の厚みは5〜200μm、好ましくは10〜150μm、より好ましくは50〜100μmである。基材層2の厚みが5μmより薄いと、生産時にしわがよったりして生産性が悪く、逆に、基材層2の厚みが200μmよりも厚いとコストが高くなり、例えばベース部12を硬化させるときに基材層2越しに電離放射線を照射した場合に電離放射線のロスを生じるといった不具合が発生するおそれがある。
As a material of the
接着層4の組成物は、例えば、熱可塑性樹脂であるポリビニルアセタール樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレンアクリル共重合体樹脂、ポリウレタン樹脂及びポリビニルアルコール樹脂等から一種若しくは複数を、可塑剤、酸化防止剤及び紫外線遮蔽剤といった添加剤と共に混合し用いたり、アクリル系樹脂の粘着材と、架橋剤と、希釈剤とを混合して形成されたりする。この接着層4の組成物を、シート若しくはフィルム状にして採光フィルム1と透明基材との間に配置し、圧をかけて空気を押し出した後、加熱することで採光フィルム1と一体化させたり、液状であれば離型フィルムに塗布して乾燥させた後、採光フィルム1に貼付させたりする。
The composition of the
このように、本実施形態では、傾斜角度がそれぞれ異なる複数の反射面14a,14bを有する反射部材14にてルーバー部13を構成するため、太陽高度が高い場合には、入射面3aに近い側の反射面で反射させた光を上方に隣接して配置されたルーバー部13に当たらないように斜め上方に進行させることができ、夏場の採光効率を向上できる。また、太陽高度が低い場合には、入射面3aから遠い側の反射面で光を反射させて、やはり上方に隣接して配置されたルーバー部13に当たらないように斜め上方に進行させることができ、冬場の採光効率を向上できる。このように、本実施形態によるルーバー部13は、季節を問わず、採光効率を向上できる。よって、エアコンや照明装置の使用頻度を減らすことができ、これにより二酸化炭素の排出量も減らすことができる。
Thus, in this embodiment, since the
また、本実施形態によるルーバー部13は、薄い反射部材14のみで形成されるため、ベース部12と屈折率差のある樹脂材料でルーバー部13を形成した場合よりも、窓を通して反対側を見たときの視認性がよくなり、観察者に違和感を与えるおそれが少なくなる。
Further, since the
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。 The aspect of the present invention is not limited to the individual embodiments described above, and includes various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the contents described above. That is, various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
1 採光フィルム、2 基材層、3 光制御層、3a 一方の面(入射面)、4 接着層、5 保護フィルム、6 採光具、11 溝、12 ベース部、13 ルーバー部、14 反射部材、14a 第1反射面、14b 第2反射面、21 金型ロール
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記一方の面に沿って離隔して形成される複数のルーバー部と、
前記複数のルーバー部の周囲に設けられるベース部と、を備え、
前記複数のルーバー部のそれぞれは、前記一方の面の法線方向に対する傾斜角度がそれぞれ異なる複数の反射面を有し、
前記採光フィルムのフィルム面を天地方向に配置したときに、前記一方の面の出射側に向いた法線方向から地面側の方向への為す角度を正として、
前記複数の反射面のうち、前記一方の面に最も近い位置に配置された反射面は、残りの反射面よりも前記一方の面の法線方向に対する角度が大きい採光フィルム。 In the daylighting film that emits by changing the traveling direction of the light incident from one side,
A plurality of louver portions formed apart from each other along the one surface;
A base portion provided around the plurality of louver portions,
Each of the plurality of louver portions has a plurality of reflection surfaces with different inclination angles with respect to the normal direction of the one surface,
When the film surface of the daylighting film is arranged in the top-to-bottom direction, the angle to be made from the normal direction toward the emission side of the one surface to the direction of the ground side is positive,
Of the plurality of reflecting surfaces, the reflecting surface disposed at a position closest to the one surface has a larger angle with respect to the normal direction of the one surface than the remaining reflecting surfaces.
前記複数のルーバー部は、対応する前記溝内に設けられる請求項1または2に記載の採光フィルム。 The base portion has a plurality of grooves formed separately along the one surface,
The daylighting film according to claim 1, wherein the plurality of louver portions are provided in the corresponding grooves.
前記一方の面に近接して配置される第1反射面と、
前記第1反射面に連なり、前記第1反射面よりも前記一方の面から離れた位置に配置される第2反射面と、を有し、
前記第1反射面は、前記第2反射面よりも、前記一方の面の法線方向に対してより傾斜している請求項1乃至6のいずれかに記載の採光フィルム。 The reflective member is
A first reflective surface disposed proximate to the one surface;
A second reflective surface that is continuous with the first reflective surface and is disposed at a position farther from the one surface than the first reflective surface;
The daylighting film according to any one of claims 1 to 6, wherein the first reflecting surface is more inclined with respect to the normal direction of the one surface than the second reflecting surface.
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2014
- 2014-07-17 JP JP2014147037A patent/JP2016024271A/en active Pending
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