CN102326100A - 含氟聚合物多层光学膜及其制备和使用方法 - Google Patents

含氟聚合物多层光学膜及其制备和使用方法 Download PDF

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塞巴斯蒂安·F·泽亨特迈尔
路德维希·梅尔
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Abstract

本发明描述了一种制品以及使用和制备包括光学叠堆的多层光学膜的方法，其中所述光学叠堆包括多个第一光学层，每个第一光学层均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是所述可熔融加工的共聚物不为氟化乙烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基树脂；和第二聚合物层，其与所述多个第一光学层以重复顺序布置，每个第二光学层均包含选自如下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；聚丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合。

Description

含氟聚合物多层光学膜及其制备和使用方法
技术领域
本发明广义地涉及多层光学膜及其制备和使用方法。
背景技术
已制备出具有至少两种聚合物材料的多个交替的层的多层光学膜，这些交替的层的各层厚度大约为几百纳米或更小。当选择的聚合物材料的折射率充分失配时，这些多层光学膜会引起光波长的相长干涉。这导致多层光学膜反射某些波长而透射或吸收其他波长。
传统上，多层光学膜由非氟化聚合物材料的交替的层所构造，所述非氟化聚合物材料的交替的层的折射率差值大于0.1。例如，多层光学膜常常由折射率差值为0.25的(聚(2，6-萘二甲酸乙二酯))和(聚(甲基丙烯酸甲酯))层对；折射率差值为0.16的(聚对苯二甲酸乙二酯)和(聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物)层对；以及一个光偏振时的折射率可为0.19的(聚(2，6-萘二甲酸乙二酯))和coPEN(衍生自萘二甲酸、额外的二羧酸和二醇)层对所构造。
发明内容
简而言之，在一个实施例中，本发明提供了一种包括光学叠堆的多层光学膜，所述光学叠堆包括多个第一光学层，每个第一光学层均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是该可熔融加工的共聚物不为氟化乙烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基树脂；和多个第二光学层，其与多个第一光学层以重复顺序布置，每个第二光学层均包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合。
在另一个实施例中，本发明提供了一种包括根据本发明的多层光学膜的制品。
在另一个实施例中，本发明提供了一种涂层，其包括根据本发明的多层膜的小碎片，其中每个碎片的最大尺寸至少为多层光学膜厚度的两倍，并且不超过该涂层的最大厚度。
在另一个实施例中，本发明提供了一种将根据本发明的多层光学膜用于太阳能应用、照明应用和/或门窗产品的方法。
在另一个实施例中，本发明公开了一种制备多层光学膜的方法，所述方法包括提供第一光学层，其包含可熔融加工的共聚物，该可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是该可熔融加工的共聚物不为氟化乙烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基树脂；提供第二光学层，其包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；聚丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合；以及将第一光学层与第二光学层交替，以构造多个层。
有利地，与传统多层光学膜相比，这些新型多层光学膜可提供改善的性能。
上述发明内容并非意图描述每个实施例。在以下具体实施方式中还示出了本发明的一个或多个实施例的细节。根据以下“具体实施方式”和“权利要求书”，本发明的其他特征、目标和优点将显而易见。
附图说明
图1A是根据本发明的一个示例性实施例的多层光学膜100的示意性侧视图；
图1B是多层光学膜100中所包括的两组件光学叠堆140的示意性侧视图。
图2是实例11的多层光学膜的波长对反射的曲线图。
图3是实例12的多层光学膜的波长对反射的曲线图。
具体实施方式
如本文所用，术语：
“一个”、“所述”和“至少一个”可替换使用并且表示一个或多个；
“和/或”用于表示所说明的情况之一或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)；
“互聚的(interpolymerized)”是指聚合在一起形成大分子化合物的单体；
“共聚物”是指包含至少两种不同的互聚单体(即，不具有相同化学结构的单体)的聚合物材料，并且它包括(例如)三元共聚物(三种不同的单体)或四元共聚物(四种不同的单体)；
“聚合物”是指包含相同单体或不同单体的互聚单体的聚合物材料，前一情况为均聚物，后一情况为共聚物；
“光”是指波长在200nm至2500nm范围内的电磁辐射；
“可熔融加工的”是指在正常加工设备如挤出机中一旦熔化、加热和/或施加压力后能流动的聚合物材料；和
“光学层”是指厚度为要反射的光的波长的约四分之一的材料层。
图1A示出了本发明的一个示例性实施例。多层光学膜100包括光学叠堆140和任选的附加层，如(例如)任选的保护性界面层120和122以及任选的表层130和150。
参照图1B将更好地理解光学叠堆140。光学叠堆140包括第一光学层160a、160b、……、160n(统称为第一光学层160)和与其紧密接触的第二光学层162a、162b、……、162n(统称为第二光学层162)。
本发明的第一光学层160包含可熔融加工的共聚物，该可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是该可熔融加工的共聚物不为氟化乙烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基树脂。氟化乙烯-丙烯共聚物(即FEP)是根据ASTM D 2116-07“FEP-碳氟化合物模铸和挤出材料的标准说明”定义的并且具有折射率＝1.34。全氟烷氧基树脂(即PFA)是根据ASTM D 3307-08“全氟烷氧基(PFA)-氟碳树脂模铸和挤出材料的标准说明”定义的并且具有折射率＝1.35。考虑了包含四氟乙烯以及六氟乙烯和/或乙烯基醚的聚合物材料，其不包括在上面列出的ASTM命名之中。包含四氟乙烯的互聚单体的代表性可熔融加工的共聚物包括：四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(例如，THV)；四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的共聚物(例如，HTE)；四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；乙烯和四氟乙烯的共聚物(例如，ETFE)；四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的共聚物(例如，TFEP)；或它们的组合。
在一些实施例中，包含上述四氟乙烯的互聚单体的代表性可熔融加工的共聚物包含其他单体，其可为氟化的或非氟化的。例子包括：开环化合物，如在聚合条件下发生开环的3元环或4元环，如(例如)，环氧化物；烯属单体，如(例如)，丙烯、乙烯、偏二氟乙烯、氟乙烯和降冰片烯；和由式CF2＝CF-(OCF2CF(Rf))aOR′f表示的全氟乙烯基醚，其中Rf是具有1至8个，通常1至3个碳原子的全氟烷基，R′f是具有1至8个，通常1至3个碳原子的全氟脂族基团，通常是全氟烷基或全氟烷氧基，并且a是0至3的整数。具有该式的全氟乙烯基醚的例子包括：CF2＝CFOCF3、CF2＝CFOCF2CF2CF2OCF3、CF2＝CFOCF2CF2CF3、CF2＝CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3和CF2＝CFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF2CF2CF3。四氟乙烯与至少两种或甚至至少三种另外不同的单体的可熔融加工的共聚物可能是特别有用的。
四氟乙烯和以上所讨论的其他单体的示例性可熔融加工的共聚物包括市售的那些，如：由Dyneon LLC.(Oakdale，MN)以商品名“DYNEON THV 220”、“DYNEON THV 230”、“DYNEON THV 500”、“DYNEON THV 500G”、“DYNEON THV 510D”、“DYNEON THV610”、“DYNEON THV 815”、“DYNEON THVP 2030G”出售的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物；由Dyneon LLC.以商品名“DYNEON HTE 1510”和“DYNEON HTE 1705”出售的和由DaikinIndustries，Ltd.(日本Osaka)以商品名“NEOFLON EFEP”出售的四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的共聚物；由Asahi Glass Co.，Ltd.(日本东京)以商品名“AFLAS”出售的四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的共聚物；由E.I.du Pont de Nemours and Co.(Wilmington，DE)以商品名“TEFLONAF”出售的四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；以及由Dyneon LLC.以商品名“DYNEON ET 6210A”和“DYNEON ET 6235”出售、由E.I.duPont de Nemours and Co.以商品名“TEFZEL ETFE”出售和由AsahiGlass Co.，Ltd.以商品名“FLUON ETFE”出售的乙烯和四氟乙烯的共聚物。
本发明的第二光学层162包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；丙烯的共聚物；聚苯乙烯，其包括(例如)间规立构聚苯乙烯、全同立构聚苯乙烯和无规聚苯乙烯或它们的组合；苯乙烯的共聚物，例如(如)丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物(例如，ASA)；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯共聚物，如(例如)乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物(例如，EVA)；环烯烃共聚物；以及它们的组合。
示例性的非氟化聚合物材料包括如下的那些：由Ineos Acrylics，Inc.(Wilmington，DE)以商品名“CP71”和“CP80”出售的聚(甲基丙烯酸甲酯)；由Ineos Acrylics，Inc.以商品名“PERSPEX CP63”出售的聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物(由75重量％的甲基丙烯酸甲酯和25重量％的丙烯酸乙酯制成)，以及由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯制成的共聚物；聚丙烯，包括无规聚丙烯和全同立构聚丙烯；由MitsuiChemicals America Inc.(Rye Brook，NY)以商品名“ADMER”(由聚丙烯和马来酸酐制成)出售，和由Huntsman Chemical Corp.(Salt Lake City，UT)以商品名“REXFLEX W111”(其为无规聚丙烯和全同立构聚丙烯的共聚物)出售的聚丙烯共聚物；由Dow Chemical Co.(Midland，MI)以商品名“STYRON”出售的聚苯乙烯；聚苯乙烯的共聚物，由DowChemical Co.以商品名“TYRIL”(其为苯乙烯和乙腈的共聚物)出售，由Samsung(La Mirada，CA)以商品名“STAREX”(其为丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物)出售，和得自Lubrizol Corp.(Wickliffe，OH)的子公司Noveon的苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物；由Dow Chemical Co.以商品名“SARAN”出售的PVDC；由Dow Chemical Co.以商品名“CALIBRE”出售的聚碳酸酯；由Lubrizol Corp.以商品名“STATRITEX5091”出售、由BASF Corp.(Freeport，TX)以商品名“ELASTOLLAN”出售和可得自Bayer MaterialScience(德国AG，Leverkusen)的热塑性聚氨酯；由Dow Chemical Co.以商品名“ENGAGE 8200”(其为乙烯和辛烯的共聚物)出售、由E.I.du Pont de Nemours and Co.以商品名“DUPONT ELVAX”(其为乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物)出售，由E.I.du Pont de Nemours and Co.以商品名“DUPONT ELVALOY”(其为乙烯和包括丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯(EBA、EEA和EMA)在内的丙烯酸酯的共聚物)出售，和由E.I.du Pont de Nemoursand Co.以商品名“DUPONT BYNEL”(其为乙烯共聚物)出售的聚乙烯共聚物；由Topas Advanced Polymers(Florence，KY)以商品名“TOPAS COC”(其为乙烯和降冰片烯的共聚物)出售的环烯烃共聚物；或它们的组合。
再参见图1B，第二光学层162与第一光学层160以重复顺序布置。如图1B中所示，可将层对(例如，其中第一光学层160为A而第二光学层162为B)布置成交替的层对(例如，ABABAB…)。在其它实施例中，可以将层对与中间层如(例如)第三光学层C一起布置(例如，ABCABC…)，或者以非交替的方式布置(例如，ABABABCAB…、ABABACABDAB…、ABABBAABAB…等)。通常，层对设置成交替层对。
本发明的示例性层对包括：聚(甲基丙烯酸甲酯)与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚(甲基丙烯酸甲酯)与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(乙烯和四氟乙烯的共聚物)层对；聚丙烯的共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚丙烯与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚苯乙烯与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对，其包括间规立构聚苯乙烯和(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚苯乙烯的共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚苯乙烯的共聚物与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚乙烯的共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚乙烯的共聚物与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；(丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物)与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；(丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物)与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；环烯烃共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；环烯烃共聚物与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；热塑性聚氨酯与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对或其组合。
通过对第一光学层和第二光学层的适当选择，可将光学叠堆140设计成能反射或透射所需带宽的光。根据以上讨论，应当理解第二光学层的选择不仅取决于多层光学膜的预期应用，而且还取决于对第一光学层的选择以及处理条件。
当光穿过光学叠堆140时，光或光的一些部分将被透射通过光学层、被光学层吸收或在光学层之间的界面处反射。
透射通过光学层的光与吸光度、厚度和反射有关。透射(T)与吸光度(A)有关，其中A＝-log T，并且％A+％T+％反射＝100％。反射是在光学层之间的每个界面处产生的。再参考图1B，第一光学层160和第二光学层162分别具有各自不同的折射率n1和n2。光可以在相邻光学层的界面处反射，例如，在第一光学层160a和第二光学层162a之间的界面处；和/或在第二光学层162a和第一光学层160b之间的界面处反射。在相邻光学层的界面处不反射的光通常穿过连续的层并且在某随后的光学层中被吸收，在某随后的界面处反射或者完全透射通过光学叠堆140。通常，将给定层对中的光学层选择为(例如)对反射性所需的那些光波长基本上透明。在层对界面处未被反射的光传送至下一层对界面，在此处光的一部分被反射并且未反射光继续前进，如此类推。这样，具有多个光学层(例如，超过50个、超过100个、超过1000个或者甚至超过2000个光学层)的光学层叠堆能够产生高度的反射。
通常，相邻光学层的界面的反射性与反射波长下第一光学层和第二光学层上的折射率差值的平方成正比。层对之间的折射率的绝对差值(|n1-n2|)通常为0.1或更大。第一光学层和第二光学层之间较高的折射率差值是所期望的，这是因为可以产生更大的光学功率(例如，反射率)，因此能够获得更多反射带宽。然而，在本发明中，取决于所选择的层对，层对之间的绝对差值可以小于0.20、小于0.15、小于0.10、小于0.05或者甚至小于0.03。例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)和DYNEONHTE 1705的绝对折射率差值为0.12。
通过选择适当的层对、层厚度和/或层对数，可以将光学叠堆设计成能透射或反射所需的波长。每个层的厚度均可以通过改变反射量或变动反射波长范围来影响光学叠堆的性能。通常，光学层的平均单个层厚度为所关注波长的约四分之一，而层对厚度为所关注波长的约一半。光学层各自可以是四分之一波长厚，或者光学层可以具有不同的光学厚度，只要层对的光学厚度之和为波长的一半(或其倍数)。例如，为了反射400纳米(nm)的光，平均单个层厚度将为约100nm，而平均层对厚度将为约200nm。相似地，为了反射800nm的光，平均单个层厚度将为约200nm，而平均层对厚度将为约400nm。第一光学层160和第二光学层162可以具有相同的厚度。作为另外一种选择，光学叠堆可以包括具有不同厚度的光学层以增加反射波长范围。具有多于两个层对的光学叠堆可包括具有不同光学厚度以在波长范围上提供反射性的光学层。例如，光学叠堆可包括单独进行调节以实现具有特定波长的垂直入射光的最佳反射的层对，或者可包括反射较大带宽上的光的层对厚的梯度。特定层对的垂直反射率主要取决于各个层的光学厚度，其中光学厚度定义为层的实际厚度与其折射率的乘积。从光学层叠堆反射的光的强度随其层对的数量和各个层对中的光学层的折射率差而变化。比率n1d1/(n1d1+n2d2)(常常称为“f-比率”)与给定层对在指定波长下的反射率有关。在f-比率中，n1和n2为层对中的第一光学层和第二光学层在指定波长下的相应折射率，并且d1和d2为层对中的第一光学层和第二光学层的相应厚度。通过对折射率、光学层厚度以及f-比率的适当选择，可以对第一级反射的强度进行一定程度的控制。例如，可利用约0.05纳米至0.3纳米的光学层厚获得紫色(400纳米波长)至红色(700纳米波长)的第一级可见光反射。通常，f-比率偏离0.5导致较低程度的反射性。
可使用公式λ/2＝n1d1+n2d2来调节光学层以反射垂直入射角下的波长λ的光。在其它角度处，层对的光学厚度取决于穿过组成光学层的距离(其大于层的厚度)和光学层的三个光轴中至少两个光轴上的折射率。光学层各自可以是四分之一波长厚，或者光学层可以具有不同的光学厚度，只要光学厚度之和为波长的一半(或其倍数)。具有多于两个层对的光学叠堆可包括具有不同光学厚度以在波长范围上提供反射性的光学层。例如，光学叠堆可包括单独进行调节以实现具有特定波长的垂直入射光的最佳反射的层对，或者可包括反射较大带宽上的光的层对厚的梯度。
典型方法为全部或大部分使用四分之一波薄膜叠堆。在这种情况下，控制光谱需要控制薄膜叠堆内的层厚分布。如果这些层为聚合物层，则由于和无机膜相比聚合物膜可达到的折射率差值相对较小，因此宽带光谱(例如，在空气中在较大的角度范围内反射可见光所需要的光谱)仍需要大量的层。结合用显微镜技术所获得的层分布信息，使用美国专利No.6,783,349(Neavin等人)中所教导的轴杆设备，可以调节这些光学叠堆的层厚度分布以提供改善的光谱特征。
用于为多层光学膜提供受控光谱的理想技术包括：
1)如美国专利No.6,783,349(Neavin等人)中所教导的，使用轴杆加热器控制共挤出聚合物层的层厚度值。
2)通过使用层厚度测量工具，例如(如)原子力显微镜、透射型电镜或扫描电镜，在制备期间适时地反馈层厚度分布。
3)光学建模以生成所需层厚度分布。
4)基于所测层特征图与所需层特征图之间的差值进行重复轴杆调节。
层厚度分布控制的基本方法涉及根据目标层厚度分布和所测量层厚度分布的差异来调整轴杆区功率设置。调节给定反馈区域中的层厚度值所需的轴杆功率的增加首先会以该加热器区域中生成的每一层所得厚度变化(纳米)的热输入(瓦特)来校准。使用针对275个层的24个轴棒区可以实现光谱的精密控制。一旦经过校准，就可以在给定目标分布和所测量分布的情况下计算所需的功率调整。可以重复该程序直到两种分布一致。
例如，可以将光学叠堆的层厚度分布(层厚度值)调节为大致线性的分布，其中第一(最薄)光学层被调节为对340nm光具有约四分之一波长的光学厚度(折射率乘以物理厚度)并向最厚层推进，所述最厚层被调节为对420nm光具有约四分之一波长厚的光学厚度。
增加光学叠堆中的光学层数还可以提供更大的光学功率。例如，如果层对之间的折射率较小，则光学叠堆可能达不到所需的反射率，但通过增加层对数就可以实现足够的反射率。在本发明的一个实施例中，光学叠堆包括至少2个第一光学层和至少2个第二光学层、至少5个第一光学层和至少5个第二光学层、至少50个第一光学层和至少50个第二光学层、至少200个第一光学层和至少200个第二光学层、至少500个第一光学层和至少500个第二光学层或者甚至至少1000个第一光学层和至少1000个第二光学层。
光学层的双折射率(例如，由拉伸造成)是提高层对中光学层的折射率差值的另一种有效的方法。根据(例如)光学层数、f-比率和折射率，包括以两个相互垂直的面内轴取向的层对的光学叠堆能够反射极高百分比的入射光，从而是高效的反射器。
如上所提及的，可以设计本发明的光学叠堆以反射或透射至少所关注的特定带宽(即波长范围)。在一个实施例中，本发明的光学叠堆透射以下波长中的至少一者：约400-700nm之间、约380-780nm之间或者甚至约350-800nm之间的波长的至少一部分；大于约700nm、大于约780nm或者甚至大于约800nm的波长的至少一部分；约700-2500nm之间、约800-1300nm之间或者甚至约800-1100nm之间的波长的至少一部分；约300-400nm之间或者甚至约250-400nm之间的波长的至少一部分；小于约300nm的波长的至少一部分；或它们的组合。“至少一部分”表示不仅包含整个波长范围，而且还包含波长的一部分，如至少2nm、10nm、25nm、50nm或100nm的带宽。“透射”表示在90度的入射角处，至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、92％或95％的所关注的波长被透射。
在一个实施例中，本发明的光学叠堆反射以下波长中的至少一者：约400-700nm之间、约380-780nm之间或者甚至约350-800nm之间的波长的至少一部分；大于约700nm、大于约780nm或者甚至大于约800nm的波长的至少一部分；约700-2500nm之间、约800-1300nm之间或者甚至约800-1100nm之间的波长的至少一部分；约300-400nm之间或者甚至约250-400nm之间的波长的至少一部分；小于约300nm的波长的至少一部分；或它们的组合。“反射”表示在90度的入射角处，至少30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％、90％、92％或95％的所关注的波长被反射。
可以选择层对、层数和层厚度从而使得光学叠堆反射第一带宽的光而透射第二带宽的光。例如，光学叠堆可以透射可见光波长(例如，400-700nm)而反射红外线波长(例如，700-2500nm)，透射紫外线波长(例如，250-400nm)而反射红外线波长，或者透射红外线波长而反射紫外线波长。
除了上述的光学叠堆，可以在多层光学膜中任选应用如图1A中所示那些的附加层，以改进或提高多层光学膜的物理、化学和/或光学特性。在下文中详细说明了可以在根据本发明的多层光学膜中任选使用的涂层或层的非限制性列表。
在一个实施例中，多层光学膜包括一个或多个光学层。应当理解，多层光学膜可以由单个光学叠堆组成，或者可以由多个随后结合以形成多层光学膜的光学叠堆制成。可以添加的附加光学层包括(例如)偏振器、反射镜、透明对有色膜、有色对有色膜、冷光镜或它们的组合。
在一个实施例中，多层光学膜包括一个或多个非光学层，如(例如)一个或多个表层或一个或多个内部非光学层，如(例如)光学层组之间的保护性界面层。非光学层可用于提供多层光学膜结构或保护该膜在加工过程中或加工后免遭损害或破坏。对于一些应用，可能需要包括牺牲性保护表层，其中表层和光学叠堆之间的界面粘合力被控制，以使得使用前可以将表层从光学叠堆上剥离。
通常，对一个或多个非光学层进行布置，使得要被光学层透射或反射的光的至少一部分也穿过这些层(即，将这些层布置在穿过第一光学层和第二光学层或被第一光学层和第二光学层反射的光的路程中)。非光学层可以影响或不影响光学叠堆在所关注波长区内的反射或透射性质。一般来讲，它们不应影响光学叠堆的光学性质。
对于非光学层，可以选择这样的材料：该材料能为多层光学膜赋予或改善诸如(例如)抗撕扯性能、抗穿刺性、韧性、耐候性和/或耐化学性之类的特性。当选择在(例如)抗撕裂层中使用的材料时，应考虑多种因素，如断裂伸长百分比、杨氏模量、抗撕强度、对内层的粘合力、所关注波长的透射百分比和吸光度、光学清晰度和雾度、耐侯性以及对各种气体和溶剂的渗透性。可以用作抗撕裂层的材料的例子包括：聚碳酸酯；聚碳酸酯和聚酯共聚物的共混物；聚乙烯的共聚物；聚丙烯的共聚物；乙烯和四氟乙烯的共聚物；(六氟乙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)以及聚对苯二甲酸乙二酯。
非光学层可以为任何合适的材料，并且可以与光学叠堆中所使用的材料中的一种相同。当然，重要的是，所选材料的光学特性不会太损害光学叠堆的光学特性。非光学层可以由多种聚合物形成，其包括在第一光学层和第二光学层中使用的任何聚合物材料。在一些实施例中，选择用于非光学层的材料与选择用于第一光学层的聚合物材料和/或选择用于第二光学层的聚合物材料类似或相同。
可以将任选的UV吸收层施加至多层光学膜以保护多层光学膜使其免受可引起劣化的紫外线辐射。太阳光，特别是280nm至400nm的紫外线辐射可引起塑料的劣化，这进而又引起颜色变化以及光学和机械性能变差。抑制光致氧化劣化对于其中强制要求长期耐久性的户外应用而言是重要的。聚对苯二甲酸乙二醇酯对紫外线辐射的吸收(例如，从360nm左右开始)在低于320nm时显著增加，而在低于300nm处非常明显。聚萘二甲酸乙二醇酯强烈吸收310-370nm范围内的紫外线辐射，吸收尾部延伸至约410nm，并且吸收最大值出现在352nm和337nm处。链断裂发生于存在氧气的情况下，并且主要的光致氧化产物为一氧化碳、二氧化碳和羧酸。除了酯基团的直接光解外，还必须考虑氧化反应，其经由过氧化物自由基同样形成二氧化碳。
UV吸收层包含聚合物和UV吸收剂。通常，聚合物为热塑性聚合物，但这并非必要条件。合适的聚合物的例子包括聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯)、含氟聚合物、聚酰胺、丙烯酸类树脂(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯))、有机硅聚合物(例如，热塑性有机硅聚合物)、苯乙烯聚合物、聚烯烃、烯属共聚物(例如，可以商品名TOPAS COC获得的乙烯和降冰片烯的共聚物)、有机硅共聚物、氨基甲酸酯或它们的组合(例如，聚甲基丙烯酸甲酯和聚偏二氟乙烯的共混物)。
UV吸收层通过吸收紫外光来防护多层光学膜。通常，UV吸收层可以包含任何能够长时间耐受紫外线辐射的聚合物组合物(即聚合物加上添加剂)。
通常将多种紫外光吸收和稳定添加剂掺入到UV吸收层中以辅助其保护多层光学膜的功能。添加剂的非限制性例子包括一种或多种选自紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂、抗氧化剂以及它们的组合的化合物。
紫外线稳定剂(例如，UV吸收剂)是可以干预光致劣化的物理及化学过程的化合物。因此，可以通过使用含有至少一种UV吸收剂以有效吸收波长小于约400nm的光的UV吸收层，来防止聚合物受到紫外线辐射的光致氧化。以一定量包括在UV吸收层中的UV吸收剂通常吸收波长区域为180nm至400nm的入射光的至少70％、通常80％、更通常大于90％、或甚至大于99％。
典型的UV吸收层厚度为10至500微米，但也可使用较薄和较厚的UV吸收层。通常，UV吸收层中的UV吸收剂的存在量为2重量％至20重量％，但也可使用较低和较高的含量。
一种示例性UV吸收化合物为苯并三唑化合物、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑。其他示例性苯并三唑包括(例如)：2-(2-羟基-3，5-二-α-枯基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(2-羟基-3，5-二-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-3，5-二-叔戊基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑。其他示例性UV吸收化合物包括2-(4，6-二苯基-1-3，5-三嗪-2-基)-5-己氧基苯酚和由Ciba Specialty Chemicals Corp.(Tarrytown，NY)以商品名“TINUVIN 1577”和“TINUVIN 900”出售的那些。另外，UV吸收剂可以与受阻胺光稳定剂(HALS)和/或抗氧化剂组合使用。示例性的HALS包括由Ciba Specialty Chemicals Corp.以商品名“CHIMASSORB 944”和“TINUVIN 123”出售的那些。示例性的抗氧化剂包括由Ciba Specialty Chemicals Corp.以商品名“IRGANOX 1010”和“ULTRANOX 626”出售的那些。
除了将UVA、HALS和抗氧化剂加至UV吸收层之外，可以将UVA、HALS和抗氧化剂加至其他层，包括本发明的第一光学层或第二光学层在内。
在另一个实施例中，可以将任选的红外线吸收层施加至多层光学膜以防护多层光学膜不受红外线辐射。红外线吸收层包含聚合物和红外线吸收剂。红外线吸收层可被涂覆到多层光学膜上或者可被挤出共混到聚合物层中。示例性的红外线吸收化合物包括：铟锡氧化物；锑锡氧化物；红外线吸收染料，如由Epolin，Inc.(Newark，NJ)以商品名“EPOLIGHT 4105”、“EPOLIGHT 2164”、“EPOLIGHT 3130”和“EPOLIGHT 3072”出售的那些；杂多酸类，如美国专利No.4,244,741(Kruse)中所述的那些；金属络合物，如美国专利No.3,850,502(Bloom)中所述的那些；镍络合染料，如SDE8832，得自H.W.Sands Corp.(Jupiter，FL)；和钯络合染料，如SDA5484，同样得自H.W.Sands Corp.。
为了进一步提高多层光学膜的反射和/或透射性能或视觉特性，可以将另外的添加剂加入到至少一个层中。例如，可以用油墨、染料或颜料处理多层光学膜以改变外观或定制用于特定应用的多层光学膜。因此，例如，可以用油墨或其他印刷标记处理多层光学膜，所述印刷标记如用于显示产品信息、广告、装饰或其他信息的那些。可以使用各种技术在多层光学膜上印刷，如(例如)网版印刷、凸版印刷和平版印刷。还可以使用各种类型的油墨，包括(例如)一种或两种组分的油墨、氧化干燥和紫外线干燥的油墨、溶解的油墨、分散的油墨和100％油墨系统。多层光学膜的外观还可以是彩色的，例如(如)将染色层层合到多层光学膜上，将着色涂层涂布到多层光学膜的表面上，将颜料包含在一个或多个层(例如，第一光学层或第二光学层、其他光学层或非光学层)中或其组合。在本发明中同时设想到可见化合物和近红外化合物，并且它们包含(例如)荧光增白剂，如吸收紫外线并在可见光范围发荧光的化合物。
其他可以包含在多层光学膜中的添加剂包括颗粒。例如，可以将炭黑颗粒分散在聚合物中或涂覆到基材上以提供遮蔽。另外或者作为另外一种选择，还可以将小颗粒的非颜料型(non-pigmentary)氧化锌、铟锡氧化物和氧化钛用作阻挡、反射或散射用添加剂以最大程度降低紫外线辐射劣化。纳米级颗粒对可见光是透明的，同时散射或吸收有害的紫外线辐射，从而减少对热塑性塑料的损害。美国专利No.5,504,134(Palmer等人)描述了通过使用直径在约0.001微米至约0.20微米范围内(更通常在约0.01微米至约0.15微米范围内)的金属氧化物颗粒来减弱因紫外线辐射引起的聚合物基质劣化。美国专利No.5,876,688(Laundon)教导了制备微粉化氧化锌的方法，所述微粉化氧化锌足够小从而在作为紫外线阻挡剂和/或散射剂掺入进油漆、涂料、面漆、塑料制品和化妆品中时是透明的，微粉化氧化锌非常适合在本发明中使用。这些可以减弱紫外线辐射的粒度在10-100nm范围内的细小颗粒(例如，氧化锌和氧化钛)可从Kobo Products，Inc.(South Plainfield，NJ)商购获得。
多层光学膜可以任选包括耐磨层。该耐磨层可以包含任何对所关注的波长透明的耐磨材料。耐刮涂层的例子包括：由Lubrizol AdvancedMaterials，Inc.(Cleveland，OH)以商品名“TECOFLEX”出售的热塑性氨基甲酸酯，其包含5重量％的由Ciba Specialty Chemicals Corp.以商品名“TINUVIN 405”出售的UV吸收剂、2重量％的由Ciba SpecialtyChemicals Corp.以商品名“TINUVIN 123”出售的受阻胺光稳定剂和3重量％的由Ciba Specialty Chemicals Corp.以商品名“TINUVIN 1577”出售的UV吸收剂；和由热固化纳米二氧化硅硅氧烷填充的聚合物组成的抗刮擦涂料，所述聚合物由California Hardcoating Co.(Chula Vista，CA)以商品名“PERMA-NEW 6000透明硬涂层溶液(PERMA-NEW 6000CLEAR HARD COATING SOLUTION)”出售。
耐磨层可任选包含至少一种抗污组分。抗污组分的例子包括含氟聚合物、有机硅聚合物、二氧化钛颗粒、多面低聚倍半硅氧烷(例如，如由Hybrid Plastics of Hattiesburg，MS以商品名“POSS”出售的)或它们的组合。耐磨层还可包含导电性填料，通常为透明的导电性填料。
本发明的多层光学膜可任选包括一个或多个界面膜或涂层以改变多层光学膜对于某些气体或液体的传输性。这些界面膜或涂层抑制水蒸气、有机溶剂、氧气和/或二氧化碳传输透过该膜。界面膜或涂层在高湿度环境中可以是特别合乎需要的，在这种环境中多层光学膜的组件可能会因水分渗透而发生变形。
还可以考虑附加的任选的层，例如，防静电涂层或膜和防雾材料。
任选的附加层可以比光学叠堆的各个光学层更厚、更薄或厚度相同。任选的附加层的厚度通常为各个光学层中的至少一个的厚度的至少四倍，典型地为至少10倍，并且可以为至少100倍或以上。可以改变附加层的厚度以制备具有特定厚度的多层光学膜。
在多层光学膜中，可以通过共挤出法或本领域已知的任何粘合技术来施加任选的附加层，所述粘合技术包括(例如)使用粘合剂、温度、压力或上述方式的组合。如果存在，任选的粘结层有利于多层光学膜的各层之间的粘合，主要是光学叠堆和任选的附加层之间的粘合。粘结层可以是有机的(例如，聚合物层)或无机的。示例性的无机粘结层包括金属氧化物，如(例如)二氧化钛、氧化铝或它们的组合。可以通过任何适合的方式提供粘结层，包括溶剂浇注和粉末涂覆技术。为了不降低多层光学膜的性能，任选的粘结层通常基本上不吸收所关注波长范围内的光。
可以通过本领域的技术人员熟知的方法，通过诸如(例如)共挤出、层合、涂覆、气相沉积之类的技术或它们的组合来加工光学叠堆。在共挤出法中，将聚合物材料共挤出成幅材。在共挤出法中，优选的是两种聚合物材料具有相似的流变性(例如，熔体粘度)以防止层不稳定性或不均匀性。在层合法中，将聚合物材料片层叠在一起，然后使用热、压力和/或粘合剂进行层合。在涂覆法中，将一种聚合物材料的溶液涂覆至另一种聚合物材料。在气相沉积法中，将一种聚合物材料气相沉积到另一种聚合物材料。另外，可以将功能性添加剂加至第一光学层、第二光学层和/或任选的附加层以改善加工。功能性添加剂的例子包括加工助剂，其可以(例如)提高流动性和/或减少熔体破裂。
参照美国专利No.5,552,927(Wheatley等人)；No.5,882,774(Jonza等人)；No.6,827,886(Neavin等人)和No.6,830,713(Hebrink等人)，可以获得与光学叠堆和多层光学膜的材料选择以及制备有关的另外的考虑因素。
通常，将第一光学层和第二光学层以及任选的附加层的聚合物材料选择为具有相似流变性(例如，熔体粘度)，从而使得它们可以在不发生流动扰动的情况下共挤出。所使用的第一光学层和第二光学层以及任选的附加层还应具有足够的界面粘合力，从而使得多层光学膜不会分层。
实现各个折射率之间的所需关系(并因此实现光学叠堆的光学性质)的能力受到用于制备光学叠堆的加工条件的影响。在一个实施例中，多层光学膜通常通过如下步骤进行制备：共挤出各个聚合物材料以形成多层光学膜，然后通过在所选温度下拉伸来对多层光学膜进行取向，任选地随后在所选温度下进行热定形。或者，挤出和取向步骤可同时进行。
多层光学膜可在机器方向上被拉伸(如用长度取向机)或在宽度方向上被拉伸(用拉幅机)。选择预拉伸温度、拉伸温度、拉伸速度、拉伸比、热定型温度、热定型时间、热定型松弛和横向拉伸松弛，以获得具有所需折射率关系的多层光学膜。这些变量是彼此相关的；因此，例如，可采用相对低的拉伸速率，如果与(例如)相对低的拉伸温度相结合的话。对于普通技术人员来说，如何选择这些变量的适当组合以实现所需的多层光学膜将是显而易见的。通常，如果拉伸薄膜，则优选的是在一个拉伸方向上的拉伸比在1∶2至1∶10或1∶3至1∶7的范围内并且在与这一个拉伸方向垂直的方向上的拉伸比在1∶0.2至1∶10或者甚至1∶0.2至1∶7的范围内。在一些实施例中，整体拉伸比大于3∶1、大于4∶1或甚至大于6∶1。
多层光学膜通常是柔顺的材料片。为了本发明的目的，术语“适形的”是指多层光学膜在尺寸上是稳定的，但又具有柔韧特性，这种特性使得随后模铸或成形为各种形式成为可能。在一个实施例中，可将多层光学膜热成形为用于特定最终用途应用的各种形状或结构。
可发现本发明的多层光学膜具有多种用途。在本发明的一个实施例中，多层光学膜是一种制品，例如UV镜(即，反射紫外线波长)、IR镜(即，反射红外线波长)和/或可视镜(即，反射可见光波长)。在另一个实施例中，本发明的多层光学膜可用于需要反射和/或透射各种波长的区域。可将多层光学膜设置在(例如，建筑物和汽车中需使用的)玻璃窗上或两个或更多个玻璃窗之间，以反射红外线波长，从而降低热负荷。另外，可将多层光学膜设置在其他基本上透明的塑料上，从而得到反射特性。
本发明的多层光学膜可用于建筑应用、温室应用、太阳能应用、照明、门窗产品和/或其他应用。本发明的多层光学膜可以提供包括如下的优点：与由不包括含氟聚合物光学层的光学叠堆制成的多层光学膜相比的不燃性或低易燃性、改善的耐腐蚀性和/或改善的紫外线稳定性和风化稳定性。
在一个实施例中，可将多层光学膜用于建筑应用中，如(例如)屋顶覆盖物、部分屋顶覆盖物、建筑物立面覆盖物或圆屋顶覆盖物。可以设计在建筑应用中使用的多层光学膜以透射可见光但反射红外线波长，从而获得会降低建筑物中的热负荷的透明覆盖物。在另一个实施例中，可设计在温室应用中使用的多层光学膜，以透射紫外线波长，从而允许植物的最大生长。在另一个实施例中，可将多层光学膜用于太阳能应用中。例如，在太阳能应用中，可将多层光学膜用于太阳能电池、太阳能收集(热源加热)、太阳能光伏电池、聚光光伏应用或聚光太阳能应用中。在另一个实施例中，可将多层光学膜用于照明应用中，例如抗碎裂灯罩或反射器。在另一个实施例中，可将多层光学膜用于门窗产品(即，填补诸如窗户、门、天窗或幕墙之类的建筑物开口的产品，其例如被设计成允许光线通过)中。关于进一步的讨论，请参见与本发明随附提交的美国临时专利申请61/141603(代理人案卷号64816US002)。
在另一个实施例中，可将本发明的多层光学膜转换成具有任何多种所需形状和尺寸的闪光物。可将闪光物掺入到基体材料(例如，交联的聚合物材料)或涂层组合物中。通常选择闪光物的粒度和形状来优化闪光物的外观或满足特定最终用途。通常，涂层组合物中使用的闪光物呈碎片，其中每个碎片的最大尺寸至少为多层光学膜厚度的两倍，并且不超过该涂层的最大厚度。
以下实例进一步说明了本发明的优点和实施例，但是这些实例中所提及的具体材料及其量以及其他条件和细节均不应被解释为对本发明的不当限制。除非另有规定或者显而易见，否则所有的材料均可商购获得或者是本领域技术人员已知的。
实例
以下具体但非限制性的实例将用来阐明本发明。
实例1-10及比较例A和B：如下所述制备了多种氟化聚合物材料的浇铸薄膜。以速率X将氟化聚合物材料递送到以螺杆速度Y运行的单螺杆挤出机中。在合适的温度下将挤出物挤出并将其以辊速Z浇注到三辊压延机上并旋绕。用测微规测得每个薄膜的厚度为500微米(μm)厚。在下表1中示出了每个受试样品的实例、递送速率(千克/小时(kg/hr))、螺杆速度(转/分钟(rpm))和辊速(米/分钟(m/min))。所有氟化聚合物材料均得自Dyneon LLC.(Oakdale，MN.)。用分光光度计(LAMBDA 950UV/VIS/NIR，得自PerkinElmer，Inc.(Waltham，MA))测量每个浇铸薄膜。
表1
Figure BPA00001423486200221
表2(如下)记录了表1中每种氟化聚合物材料在所选波长下的透射％。
Figure BPA00001423486200231
实例11：通过在一个操作中挤出浇铸料片并且随后在实验室用薄膜拉伸设备中拉伸薄膜来制备含有61层的共挤出膜。将由一个挤出机以10磅/小时的速率递送的聚(甲基丙烯酸甲酯)(由Arkema Inc.(法国Colombes Cedex)以商品名“ALTUGLAS V O44”出售)、由另一个挤出机以17磅/小时的速率递送的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(由Dyneon，LLC.以商品名“DYNEON THVP 2030G X”出售)和由第三挤出机以10磅/小时的速率递送的用于表层的聚(甲基丙烯酸甲酯)通过多层聚合物熔体歧管共挤出，以产生具有聚(甲基丙烯酸甲酯)表层的61层的多层熔融流。将这个多层共挤出的熔融流以4.0米/分钟(m/min)浇铸到冷却辊上，从而产生10密耳(约0.25毫米(mm))厚和6.5英寸(约16.5厘米(cm))宽的多层浇铸料片。
使用实验室用拉伸设备拉伸多层浇铸料片，该设备使用缩放仪夹持正方形料片部分并且以均匀的速度同时在两个方向上拉伸料片。将4英寸(约10cm)的正方形多层浇铸料片置于拉伸框架中并在140℃烘箱中加热55秒。然后，以25％/秒(基于初始尺寸)拉伸多层浇铸料片直至将料片拉伸至初始尺寸的约3×3倍。拉伸后，立即将多层光学膜从拉伸设备中取出并在室温下冷却。发现多层光学膜具有1密耳(25μm)的厚度。用测微规测量多层光学膜，发现其在薄膜中心具有25μm的厚度而在薄膜边缘具有31μm的厚度。用LAMBDA 950UV/VIS/NIR分光光度计测量了多层光学膜，在图2中示出了各种波长下的反射百分比。在图2中，光谱300是在薄膜中心采集的反射光谱，而光谱320是在薄膜边缘采集的反射光谱。如图2中所示，反射光谱可以根据多层光学膜的厚度发生改变。
实例12：通过在一个操作中挤出浇铸料片并随后在实验室用薄膜拉伸设备中拉伸薄膜来制备含有61层的共挤出膜。使由一个挤出机以14磅/小时的速率递送的聚丙烯共聚物(由Total Petrochemicals，Inc.(Houston，TX)以商品名“TOTAL POLYPROPYLENE 8650”出售)、由另一个挤出机以15磅/小时的速率递送的DYNEON THVP 2030G X和由第三挤出机以10磅/小时的速率递送的用于表层的聚丙烯共聚物通过多层聚合物熔体歧管共挤出，以产生具有聚丙烯共聚物表层的61层的多层熔融流。将这个多层共挤出的熔融流以2.2m/min浇注到冷却辊上，从而产生20密耳(约0.51mm)厚和7.25英寸(约18.5cm)宽的多层浇铸料片。
使用实验室用拉伸设备拉伸多层浇铸料片，该设备使用缩放仪夹持正方形料片部分并且以均匀的速度同时在两个方向上拉伸料片。将4英寸(约10cm)的正方形多层浇铸料片置于拉伸框架中并在145℃烘箱中加热45秒。然后，以50％/秒(基于初始尺寸)拉伸多层浇铸料片直至将料片拉伸至初始尺寸的约5×5倍。拉伸后，立即将多层光学膜从拉伸设备中取出并在室温下冷却。用测微规测量多层光学膜，发现其在中心具有约19μm的厚度而在边缘具有约17μm的厚度。用LAMBDA 950UV/VIS/NIR分光光度计测量了多层光学膜，在图3中示出了各种波长下的反射百分比。在图3中，光谱370是在薄膜中心采集的反射光谱，而光谱350是在薄膜边缘采集的反射光谱。如图3中所示，反射光谱可以根据多层光学膜的厚度发生改变。
实例13A：通过在一个操作中挤出浇铸料片并随后在实验室用薄膜拉伸设备中将薄膜定向来制备含有151层的共挤出膜。将由一个挤出机以10磅/小时的速率递送的ALTUGLAS V O44(PMMA)(其中10％的PMMA流进入两个保护性界面外层，每个界面层均为高折射率光学层厚度的大约10倍)、由另一个挤出机以17磅/小时的速率递送的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(由Dyneon，LLC.以商品名“DYNEON THV 500”出售)和由另一个挤出机以10磅/小时的速率递送的用于表层的PMMA通过多层聚合物熔融歧管共挤出以产生具有PMMA界面层和表层的151层的多层熔融流。将这个多层共挤出的熔融流以4.6m/min浇注到冷却辊上，从而产生9密耳(约0.23mm)厚和6英寸(约15cm)宽的多层浇铸料片。
使用实验室用拉伸设备拉伸多层浇铸料片。将4英寸(约10cm)的正方形多层浇铸料片置于拉伸框架中并在140℃烘箱中加热55秒。然后，以25％/秒(基于初始尺寸)拉伸多层浇铸料片直至将料片拉伸至初始尺寸的约2.5×2.5倍。拉伸后，立即将多层光学膜从拉伸设备中取出并在室温下冷却。发现多层光学膜具有约31μm的厚度。
实例14：按照实例13中的相同程序，用聚丙烯(由Borealis LLC.(Port Murray，NJ)以商品名“HB311BF”出售)及六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物(由Dyneon，LLC.以商品名“DYNEON HTE 1510”出售)构造了具有聚丙烯界面层和表层的151层的多层浇铸料片。将这个多层共挤出的熔融流以0.9m/min浇注到冷却辊上，从而产生42密耳(约1.07mm)厚和约7.25英寸(约18cm)宽的多层浇铸料片。
实例15：按照实例13中的相同程序，用ALTUGLAS V O44(PMMA)以及四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(由Dyneon，LLC.以商品名“DYNEON THV 220”出售)构造了具有PMMA界面层和表层的151层的多层浇铸料片。将这个多层共挤出的熔融流以1.5m/min浇注到冷却辊上，从而产生30密耳(约0.75mm)厚和约7英寸(约17.5cm)宽的多层浇铸料片。
实例16：按照实例13中的相同程序，用聚碳酸酯(由BayerMaterialScience，AG以商品名“MAKROLON OD2015”出售)以及DYNEON THV 220构造了具有聚碳酸酯界面层和表层的151层的多层浇铸料片。将这个多层共挤出的熔融流以4.6m/min浇注到冷却辊上，从而产生9密耳(约0.23mm)厚和6英寸(约15cm)宽的多层浇铸料片。
实例17：按照实例13中的相同程序，用ALTUGLAS V O44(PMMA)以及六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物(由Dyneon，LLC.以商品名“DYNEON HTE 1705”出售)构造了具有PMMA界面层和表层的151层的多层浇铸料片。将这个多层共挤出的熔融流以1.5m/min浇注到冷却辊上，从而产生29密耳(约0.74mm)厚和7英寸(约17.5cm)宽的多层浇铸料片。
对本领域内的技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本发明进行可预见的修改和更改。本发明不应受限于本专利申请中为了进行示意性的说明而示出的实施例。

Claims (20)

1.一种包括光学叠堆的多层光学膜，其中所述光学叠堆包括：
a)多个第一光学层，每个第一光学层均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是所述可熔融加工的共聚物不是根据ASTM D 2116-07的氟化乙烯-丙烯共聚物或根据ASTM D 3307-08的全氟烷氧基树脂；和
b)多个第二光学层，其与所述多个第一光学层以重复顺序布置，每个第二光学层均包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合。
2.根据权利要求1所述的多层光学膜，其中所述可熔融加工的共聚物选自：四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物；六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物；四氟乙烯和丙烯的共聚物；四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；以及乙烯和四氟乙烯的共聚物。
3.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，其中所述光学叠堆包括选自下列的层对：聚(甲基丙烯酸甲酯)与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚(甲基丙烯酸甲酯)与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚碳酸酯与(乙烯和四氟乙烯的共聚物)层对；聚丙烯的共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚丙烯与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚苯乙烯与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚苯乙烯的共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚苯乙烯的共聚物与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；聚乙烯的共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；聚乙烯的共聚物与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；环烯烃共聚物与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；环烯烃共聚物与(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)层对；以及热塑性聚氨酯与(四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)层对；以及它们的组合。
4.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，其中所述包含四氟乙烯的互聚单体的可熔融加工的共聚物包含另外三种不同的单体。
5.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，其中所述光学叠堆透射以下波长中的至少一者：
a)约400-700nm之间的波长的至少一部分；
b)大于约700nm的波长的至少一部分；
c)小于约300nm的波长的至少一部分；或
d)约300-400nm之间的波长的至少一部分。
6.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，其中所述光学叠堆反射以下波长中的至少一者：
a)约400-700nm之间的波长的至少一部分；
b)大于约700nm的波长的至少一部分；
c)小于约300nm的波长的至少一部分；或
d)约300-400nm之间的波长的至少一部分。
7.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，所述多层光学膜还包括下面物质的至少一者：
a)印花；
b)粘合剂；
c)抗撕裂层；
d)UV吸收层；
e)表层；或
f)保护性界面层。
8.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，所述多层光学膜还包含UV吸收化合物、IR吸收化合物或其组合，其中所述可熔融加工的共聚物、所述非氟化聚合物材料或任选的附加层包含所述UV吸收化合物、所述IR吸收化合物或其组合。
9.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，所述多层光学膜还包含功能性添加剂，任选地，其中所述功能性添加剂为加工助剂。
10.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，其中所述光学叠堆包括至少5个第一光学层和至少5个第二光学层。
11.根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜，其中所述光学叠堆包括至少50个第一光学层和至少50个第二光学层。
12.一种制品，所述制品包括根据前述任一项权利要求所述的多层光学膜。
13.根据权利要求12所述的制品，其中所述制品为下列制品中的至少一者：UV镜、IR镜或可视镜。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的制品，其中所述多层光学膜设置在至少两个玻璃窗之间。
15.一种使用多层膜的方法，其中将根据权利要求12至14中任一项所述的制品用于下列应用中的至少一者：
a)太阳能应用；
b)照明应用；或
c)门窗产品。
16.一种涂层，所述涂层包括根据权利要求1至11中任一项所述的多层光学膜的小碎片，其中每个碎片的最大尺寸至少为所述多层光学膜的厚度的两倍，并且不超过所述涂层的最大厚度。
17.一种制备多层光学膜的方法，所述方法包括：
a)提供第一光学层，其包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚单体，前提条件是所述可熔融加工的共聚物不是根据ASTM D 2116-07的氟化乙烯-丙烯共聚物或根据ASTM D 3307-08ASTM的全氟烷氧基树脂；
b)提供第二光学层，其包含选自以下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；聚丙烯的共聚物；聚苯乙烯；聚苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；热塑性聚氨酯；聚乙烯的共聚物；环烯烃共聚物；以及它们的组合；和
c)将所述第一光学层与所述第二光学层交替，以构造多个层。
18.根据权利要求17所述的制备多层光学膜的方法，所述方法包括以下步骤中的至少一者：
a)将所述第一光学层与所述第二光学层共挤出成幅材；
b)将所述第一光学层的片层叠至所述第二光学层上，或者将所述第二光学层的片层叠至所述第一光学层上，然后进行层合；
c)将所述第一光学层的溶液涂覆至所述第二光学层上，或者将所述第二光学层的溶液涂覆至所述第一光学层上；
d)将所述第一光学层气相沉积到所述第二光学层上，或者将所述第二光学层气相沉积到所述第一光学层上；或
e)上述步骤的组合。
19.根据权利要求17至18中任一项所述的制备多层光学膜的方法，其中所述第一光学层选自：四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物；六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物；四氟乙烯和丙烯的共聚物；四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；以及乙烯和四氟乙烯的共聚物。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的制备多层光学膜的方法，其中所述包含四氟乙烯的互聚单体的可熔融加工的共聚物包含另外三种不同的单体。
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