ES2624724T3

ES2624724T3 - Película de control solar con difusión de la luz

Info

Publication number: ES2624724T3
Application number: ES08795836.9T
Authority: ES
Inventors: Raghunath Padiyath; Douglas A. Huntley
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2008-05-06
Publication date: 2017-07-17
Anticipated expiration: 2028-05-06
Also published as: US20150323718A1; CN101680982A; TW200907399A; KR20100018551A; EP2153256A4; US20080292820A1; TWI456245B; CN101680982B; KR101474045B1; JP2010527816A; DK2153256T3; EP2153256B1; JP5513373B2; WO2008144217A1; EP2153256A1

Abstract

Una película de control solar con difusión de la luz que comprende: una película multicapa polimérica que incluye una pluralidad de capas poliméricas alternantes de un primer material polimérico y un segundo material polimérico, siendo al menos una de las capas de polímeros alternantes birrefringente y orientada, en donde las capas poliméricas alternantes cooperan para reflejar, al menos, el 50 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1100 nm y para transmitir, al menos, el 50 % de la luz visible a través de la película multicapa polimérica, en donde el primer material polimérico incluye tereftalato de polietileno (PET) o un copolímero de tereftalato de polietileno (coPET) y el segundo material polimérico incluye poli(metil metacrilato) (PMMA) o un copolímero de poli(metil metacrilato) (coPMMA); y una capa de difusión de la luz o una superficie de difusión de la luz adyacente a la película multicapa polimérica; en donde la película de control solar con difusión de la luz tiene un valor de opacidad de 10 % o superior, medido de acuerdo con ASTM D 1003-00; y en donde la capa de difusión de la luz comprende partículas dispersadas dentro de un aglutinante, en donde las partículas y el aglutinante tienen diferentes índices de refracción; y la superficie de difusión de la luz comprende una superficie texturada, en donde la superficie texturada comprende una pluralidad de picos y valles que están colocados aleatoriamente o no aleatoriamente.

Description

Película de control solar con difusión de la luz

Campo

La presente descripción se refiere, en general, a películas de control solar con difusión de la luz y, especialmente, a estratificados de control solar con difusión de la luz y unidades de acristalamiento de control solar con difusión de la luz.

Antecedentes

Se sabe que existe una demanda de ventanas y sistemas de acristalamiento energéticamente eficientes. La elección de un determinado tipo de ventana depende de varios factores, entre los que se incluyen los UV, las cualidades ópticas y visibles, la estética y las condiciones climáticas. En climas predominantemente fríos, puede ser adecuada una unidad de acristalamiento que tenga un coeficiente de ganancia de calor solar bajo y pocas propiedades aislantes, mientras que en climas predominantemente cálidos se necesitan una ganancia de calor solar moderada junto con propiedades muy aislantes.

Los recubrimientos de baja emisividad (Low-e) reflejan la energía de la radiación de infrarrojos de longitud de onda media a larga y se emplean en unidades de acristalamiento aisladas. Las ventanas de baja emisividad son especialmente útiles en climas predominantemente cálidos. Existen dos tipos de recubrimientos de baja emisividad. Los recubrimientos de baja emisividad pirolíticos, normalmente conocidos como “revestimientos duros” se aplican durante la fabricación del cristal, mientras que los recubrimientos de baja emisividad normalmente conocidos como “revestimientos blandos” se aplican por bombardeo iónico en un proceso al vacío una vez que la placa de cristal se ha fabricado. Los recubrimientos de baja emisividad duros son más duraderos y pueden almacenarse indefinidamente antes de fabricar la ventana. Los recubrimientos blandos contienen, de forma típica, plata o aleaciones de plata, y se deterioran fácilmente por la acción de elementos atmosféricos como la humedad, la sal y el agua. Además, durante la construcción de la ventana se realiza una práctica conocida como “deleción del borde” para reducir los efectos de dicha acción en el borde del recubrimiento.

Los métodos comúnmente conocidos (películas absorbentes y/o persianas) para reducir la ganancia de calor solar y el brillo también reducen la transmisión de la luz visible en un 80 %. Como resultado, con un cielo nublado hay que usar luz artificial, lo que se traduce en un mayor consumo de energía.

En US-2006/0291055 A1 se describe un artículo óptico que tiene un polarizador reflectante, una capa de difusión de la luz y una capa adhesiva dispuesta entre el polarizador reflectante y la capa de difusión de la luz.

Breve sumario

La presente descripción se refiere a películas de control solar con difusión de la luz y, especialmente, a estratificados de control solar con difusión de la luz y unidades de acristalamiento de control solar con difusión de la luz. La presente descripción se dirige a una capa de difusión de la luz dispuesta en una película multicapa que transmite la luz visible y refleja la luz infrarroja. Las películas de control solar descritas en la presente memoria proporcionan una iluminación mejorada del interior de un edificio al tiempo que minimizan la ganancia solar no deseada a través de la ventana.

En una primera realización, una película de control solar con difusión de la luz, según se define en la reivindicación independiente 1, incluye una película multicapa que transmite la luz visible y refleja la luz infrarroja, y una capa o superficie de difusión de la luz adyacente a la película multicapa que forma una película de control solar con difusión de la luz. La película de control solar con difusión de la luz tiene un valor de opacidad del 10 % o superior.

En otra realización, una unidad de acristalamiento de control solar con difusión de la luz, según se define en la reivindicación 5, incluye un sustrato de vidrio y una película de control solar con difusión de la luz dispuesta sobre el sustrato de vidrio. La película de control solar con difusión de la luz incluye una película multicapa que transmite la luz visible y refleja la luz infrarroja, y una capa o superficie de difusión de la luz adyacente a la película multicapa que forma una película de control solar con difusión de la luz. La película de control solar con difusión de la luz tiene un valor de opacidad del 10 % o superior.

Breve descripción de los dibujos

La invención se puede entender más completamente considerando la siguiente descripción detallada de varias realizaciones de la invención junto con los dibujos que la acompañan, en los que:

La Figura 1 es un corte transversal esquemático de un estratificado de control solar ilustrativo;

la Figura 2 es una vista en sección transversal esquemática de una unidad de acristalamiento de control solar ilustrativa; y

la Figura 3 es un espectro de transmisión y reflexión ilustrativo para el ejemplo de película de control solar Fasara Milano.

Las figuras no están necesariamente a escala. Los números concretos utilizados en las figuras hacen referencia a los mismos componentes. No obstante, se entenderá que el uso de un número para referirse a un componente en una figura dada no pretende limitar el componente en otra figura etiquetada con el mismo número.

Descripción detallada

En la descripción que sigue, se hace referencia a los dibujos acompañantes que forman una parte del mismo, y en los que se muestra a modo de ilustración, varias realizaciones específicas.

Todos los términos científicos y técnicos utilizados en la presente memoria tienen los significados comúnmente utilizados en la técnica salvo que se indique lo contrario. Las definiciones proporcionadas en la presente memoria son para facilitar la comprensión de determinados términos frecuentemente utilizados en la presente memoria, y no pretenden limitar el ámbito de la presente descripción.

Salvo que se indique lo contrario, debe entenderse que todos los números que expresan tamaños, cantidades, y propiedades físicas característicos utilizados en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones están modificados en todos los casos por el término “aproximadamente”. Por tanto, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la memoria descriptiva y reivindicaciones adjuntas que siguen, son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se busca obtener por parte de aquellos expertos en la técnica que utilizan la información descrita en la presente memoria.

La especificación de intervalos numéricos mediante extremos incluye todos los números incluidos dentro de dicho intervalo (p. ej., 1 a 5 incluye 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 y 5) y cualquier intervalo dentro de dicho intervalo.

Tal como se utilizan en esta memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas, las formas en singular “un”, “uno” y “el” abarcan realizaciones que tengan referentes plurales, a menos que el contenido dicte claramente otra cosa.

Tal como se utilizan en esta memoria descriptiva y en las reivindicaciones anexas, el término “o” se emplea generalmente en su sentido, incluido “y/o” a menos que el contenido dicte claramente otra cosa.

Con el término “polímero” se entenderán los polímeros, copolímeros (p. ej., polímeros formados usando dos o más monómeros diferentes), oligómeros y combinaciones de los mismos, así como polímeros, oligómeros o copolímeros que pueden formarse en una combinación miscible.

El término “adyacente” se refiere a la posición relativa de dos elementos que están cerca uno del otro y pueden estar o no en contacto entre sí o tener una o más capas que separen los dos elementos.

La presente descripción se refiere a películas de control solar con difusión de la luz y, especialmente, a estratificados de control solar con difusión de la luz y unidades de acristalamiento de control solar con difusión de la luz. La presente descripción se dirige a una capa o superficie de difusión de la luz dispuesta en una película multicapa que transmite la luz visible y refleja la luz infrarroja. Las películas de control solar descritas en la presente memoria proporcionan una iluminación mejorada del interior de un edificio al tiempo que minimizan la ganancia solar no deseada a través de la ventana. Aunque la presente invención no se limita a ellos, se apreciarán varios aspectos de la invención a través de la explicación de los ejemplos que se proporcionan abajo.

La Figura 1 es un corte transversal esquemático de un estratificado 10 de control solar ilustrativo. El estratificado 10 de control solar incluye una película multicapa 20 y una capa o superficie 30 de difusión de la luz. En muchas realizaciones, la película multicapa 20 y una capa 30 de difusión de la luz se unen con una capa adhesiva 40 o capa que facilita la adhesión (p. ej., capa con tratamiento de corona o capa de imprimación). En algunas realizaciones, la película multicapa 20 y una capa 30 de difusión de la luz se forman integralmente a través de, por ejemplo, coextrusión, donde una capa superficial de la película multicapa 20 aporta la función de difusión de la luz. La superficie 30 de difusión de la luz puede ser una superficie de una capa de difusión de la luz o una superficie de la película multicapa 20. En algunas realizaciones, se dispone una capa 50 que absorbe la luz infrarroja sobre la película multicapa 20.

La película multicapa 20 transmite la luz visible y refleja la luz infrarroja. De acuerdo con la invención, la película multicapa 20 transmite, al menos, el 50 % de todas las longitudes de ondas de la luz visible y refleja, al menos, el 50 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1100 nm. En algunas realizaciones, la película multicapa 20 transmite, al menos, el 60 % de todas las longitudes de ondas de la luz visible y refleja, al menos, el 60 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1100 nm o al menos el 60 % de todas las longitudes de onda de la luz infrarroja. En algunas realizaciones, la película multicapa 20 transmite, al menos, el 75 % de todas las longitudes de ondas de la luz visible y refleja, al menos, el 75 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1100 nm. En algunas realizaciones, la película multicapa 20 transmite, al menos, el 90 % de todas las longitudes de ondas de la luz visible y refleja, al menos, el 90 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1100 nm. La película multicapa 20 puede formarse de cualquier material útil.

En algunas realizaciones, la película multicapa 20 es un filtro de interferencia multicapa Fabry-Perot que incluye una pluralidad de capas metálicas. Estas capas pueden incluir cualquier metal o material metálico útil tal como, por ejemplo, oro, plata, cobre y óxidos y/o aleaciones de los mismos. Estas películas metálicas multicapa tienen múltiples capas metálicas delgadas que cooperan para reflejar la luz casi infrarroja y la luz infrarroja, permitiendo la transmisión de la luz visible. Ejemplos de estas películas de filtro de interferencia multicapa Fabry-Perot útiles se describen en las patentes US-4.799.745 y US-6.007.901.

La película multicapa 20 es una película multicapa polimérica que incluye una pluralidad de capas poliméricas alternantes de un primer material polimérico y un segundo material polimérico y al menos una de las capas alternantes es birrefringente y orientada, y las capas poliméricas alternantes cooperan para reflejar la luz infrarroja, y la luz visible es transmitida a través de la película multicapa polimérica reflectora de la luz infrarroja. Las características del índice de refracción de las capas pueden ser diferentes, de manera que la luz infrarroja se refleja en las interconexiones entre capas adyacentes. Las capas pueden ser suficientemente finas para que la luz reflejada en una pluralidad de interconexiones experimente una interferencia constructiva o destructiva para dar a la película las propiedades de reflexión y transmisión deseadas. Para las películas ópticas diseñadas para reflejar la luz con longitudes de ondas infrarrojas o casi infrarrojas, cada capa tiene, en general, un espesor óptico (es decir, un espesor físico multiplicado por el índice de refracción) de menos de aproximadamente 1 micrómetro. No obstante, también se pueden incluir capas más espesas, como capas de revestimiento en las superficies exteriores de la película, o capas limítrofes protectoras dispuestas dentro de la película separando grupos de capas.

Las propiedades de reflexión y transmisión de la película multicapa polimérica que refleja la luz infrarroja estarán en función de los índices de refracción de las capas respectivas (es decir, microcapas). Cada capa puede estar caracterizada, al menos en ciertas posiciones localizadas en la película, por índices nx, ny de refracción en el plano, y un índice nz de refracción asociado a un eje de espesor de la película. Estos índices representan el índice de refracción del material sometido a la luz polarizada a lo largo de los ejes mutuamente ortogonales x, y, y z, respectivamente. En la práctica, los índices de refracción se controlan mediante la selección apropiada de los materiales y las condiciones de procesamiento. La película multicapa polimérica reflectora de la luz infrarroja puede hacerse por coextrusión de, de forma típica, diez o cien capas de dos polímeros A, B alternantes, haciendo pasar a continuación, de forma opcional, el extrusado multicapa a través de una o más matrices de multiplicación, para después estirar u orientar de otro modo el extrusado para formar una película final. La película resultante se compone, de forma típica, de diez o cien capas individuales, cuyos espesores e índices de refracción se hacen a medida para proporcionar una o más bandas de reflexión en la región o las regiones deseadas del espectro visible, casi infrarrojo e/o infrarrojo. Para conseguir capacidades elevadas de reflexión con un número razonable de capas, las capas adyacentes presentan una diferencia en el índice de refracción de la luz polarizada a lo largo del eje x de al menos 0,05. En algunas realizaciones, si se desea una capacidad de reflexión elevada para dos polarizaciones ortogonales, las capas adyacentes también presentan una diferencia en el índice de refracción para la luz polarizada, a lo largo del eje y, de al menos 0,05. En otras realizaciones, la diferencia del índice de refracción puede ser inferior a 0,05 o 0 para producir una pila de múltiples capas que refleja la luz incidente con la normal de un estado de polarización y transmite la luz incidente con la normal de un estado de polarización ortogonal.

Si se desea, la diferencia del índice de refracción entre las capas adyacentes para la luz polarizada a lo largo del eje z también puede hacerse a medida para conseguir las propiedades de reflexión deseables del componente de polarización p de la luz que incide de forma oblicua. Para facilitar su explicación, en cualquier punto de interés en una película óptica de múltiples capas, se considerará que el eje x está orientado en el plano de la película, de tal manera que la magnitud de �nx sea un máximo. Por consiguiente, la magnitud de �ny puede ser igual o inferior (pero no superior) que la magnitud de �nx. Además, la selección del material con el que se empezará, calculando las diferencias �nx, �ny, �nz, viene dictada por el requisito de que �nx no sea negativa. Es decir, las diferencias del índice de refracción entre dos capas que formen una interconexión son �nj = n1j -n2j, donde j = x, y, o z y donde las designaciones 1, 2 de las capas se eligen de manera que n1x ≥ n2x, es decir, �nx ≥ 0.

Para mantener una capacidad de reflexión elevada de la luz polarizada p en ángulos de incidencia oblicuos la desadaptación �nz del índice z entre las capas puede controlarse de manera que sea sustancialmente inferior a la diferencia �nx del índice de refracción máximo en el plano, de manera que �nz ≤ 0,5*�nx. Más preferiblemente, �nz < 0,25*�nx. Una desadaptación del índice z con una magnitud de cero o cercana a cero da interconexiones entre las capas cuya capacidad de reflexión para la luz polarizada p es constante o casi constante en función del ángulo de incidencia. Además, la desadaptación �nz del índice z puede controlarse para que tenga una polaridad opuesta en comparación con la diferencia �nx del índice en el plano, es decir, �nz < 0. Esta condición da interconexiones cuya capacidad de reflexión para la luz polarizada p aumenta según aumentan los ángulos de incidencia, como es el caso de la luz polarizada s.

Las películas ópticas multicapa se han descrito, por ejemplo, en la patente US-3.610.724 (Rogers); la patente US

3.711.176 (Alfrey, Jr. y col.), “Highly Reflective Thermoplastic Optical Bodies For Infrared, Visible or Ultraviolet Light”; la patente US-4.446.305 (Rogers y col.); la patente US-4.540.623 (Im y col.); la patente US-5.448.404 (Schrenk y col.); la patente US-5.882.774 (Jonza y col.) “Optical Film”; la patente US-6.045.894 (Jonza y col.) “Clear to Colored Security Film”; la patente US-6.531.230 (Weber y col.) “Color Shifting Film”; la publicación PCT WO 99/39224 (Ouderkirk y col.) “Infrared Interference Filter”; y las publicaciones de patente US-2001/0022982 A1 (Neavin y col.), “Apparatus For Making Multilayer Optical Films”; 2006/0154049 A1 (Padiyath y col.), “Solar

Control Multilayer Film”. En estas películas multicapa poliméricas, se usan predominante o exclusivamente materiales poliméricos en la composición de las capas individuales. Estas películas pueden ser compatibles con procesos de fabricación de alto volumen y pueden hacerse como productos en grandes hojas y bobinas.

La película multicapa polimérica reflectora de la luz infrarroja puede formarse mediante cualquier combinación útil de capas de tipos de polímeros alternantes. Al menos una de las capas de polímeros alternantes es birrefringente y orientada. En algunas realizaciones, una de las capas de polímeros alternantes es birrefringente y orientada y la otra capa de polímeros alternantes es isotrópica. La película óptica multicapa se forma alternando capas de un primer tipo de polímero que incluye tereftalato de polietileno (PET) o un copolímero de tereftalato de polietileno (coPET) y un segundo tipo de polímero que incluye poli(metil metacrilato) (PMMA) o un copolímero de poli(metil metacrilato) (coPMMA).

En US-6.352.761 se describe una combinación útil de capas de tipos de polímeros alternantes.

La capa 30 de difusión de la luz incluye partículas de dispersión de la luz que están dispersas dentro de un aglutinante capaz de proporcionar una difusión masiva de la luz. Las partículas de dispersión de la luz y el aglomerante tienen diferentes índices de refracción. En muchas realizaciones, las partículas de dispersión de la luz tienen un primer índice de refracción, el aglutinante tiene un segundo índice de refracción y el segundo índice de refracción tiene, al menos, un valor diferente en 0,05 en relación con el primer índice de refracción.

En algunas realizaciones, las partículas de dispersión de la luz tienen un primer índice de refracción, el aglutinante tiene un segundo índice de refracción y el segundo índice de refracción tiene, al menos, un valor diferente en 0,1 en relación con el primer índice de refracción. La capa 30 de difusión de la luz aporta a las películas 10 de control solar un valor de opacidad de al menos 10 % o superior, o al menos 30 % o superior, o al menos 50 % o superior. La opacidad se mide de acuerdo con ASTM D 1003-00. En algunas realizaciones, la capa 30 de difusión de la luz aporta a las películas 10 de control solar un intervalo de valores de opacidad de 10 % a 95 %, o de 20 % a 75 %. Las partículas se pueden formar a partir de cualquier material de dispersión de la luz útil y pueden tener cualquier tamaño y carga útiles dentro del aglutinante. En muchas realizaciones, las partículas tienen un diámetro aproximado en un intervalo de 1 a 25 micrómetros y un índice de refracción en un intervalo de 1,5 a 1,6. Las capas de difusión de la luz ilustrativas se describen en la patente US-6.163.402 y WO 2005/005162 que describen capas de difusión de la luz impresas ilustrativas.

La superficie 30 de difusión de la luz incluye una superficie texturada o una topografía capaz de dispersar la luz (es decir, difusión de la luz superficial) a medida que la luz transmite a través de la superficie 30 de difusión de la luz. La superficie texturizada o topografía se puede formar usando cualquier técnica útil. En algunas realizaciones, la superficie texturizada se forma mediante estampado o erosión (por ejemplo, chorreado con arena). En otras realizaciones, la superficie texturizada se forma por colada sobre una superficie maestra texturada. La superficie texturizada está definida por una pluralidad de picos y valles que están colocados aleatoriamente o no aleatoriamente o formados a lo largo de una superficie. Estos picos y valles resultan eficaces para dispersar o difundir la luz que se transmite a través de la superficie 30 de difusión de la luz. La superficie 30 de difusión de la luz aporta a las películas 10 de control solar un valor de opacidad de al menos 10 % o superior, o al menos 30 % o superior, o al menos 50 % o superior. La opacidad se mide de acuerdo con ASTM D 1003-00. En algunas realizaciones, la superficie 30 de difusión de la luz aporta a las películas 10 de control solar un intervalo de valores de opacidad de 10 % a 95 %, o de 20 % a 75 %.

La capa o superficie 30 de difusión de la luz descrita en la presente memoria puede estar formada por cualquier material polimérico útil. Entre los materiales poliméricos ilustrativos se incluyen uno o más de los materiales poliméricos para cualquiera de las capas descritos en la presente memoria.

En algunas realizaciones, se dispone una capa 50 que absorbe la luz infrarroja sobre la película multicapa 20. En estas realizaciones, la capa 50 que absorbe la luz infrarroja incluye un óxido de metal dispersado en un aglutinante polimérico curado. En algunas realizaciones, esta capa 50 que absorbe la luz infrarroja tiene un espesor en un intervalo de 1 a 20 micrómetros, o de 1 a 10 micrómetros, o de 1 a 5 micrómetros. Esta capa 50 que absorbe la luz infrarroja puede incluir una pluralidad de nanopartículas de óxido de metal. Una lista parcial de nanopartículas de óxido de metal incluye óxidos y óxidos dopados de estaño, antimonio, indio y zinc. En algunas realizaciones, las nanopartículas de óxido de metal incluyen óxido de estaño, óxido de antimonio, óxido de indio, óxido de estaño dopado con indio, óxido de estaño e indio dopado con antimonio, óxido de estaño y antimonio, óxido de estaño dopado con antimonio y sus mezclas. En algunas realizaciones, las nanopartículas de óxido de metal incluyen óxido de estaño u óxido de estaño dopado y, opcionalmente, incluyen además óxido de antimonio y/u óxido de indio. La capa de aglutinante polimérico incluye nanopartículas que absorben la radiación infrarroja dispersadas a través de la capa aglutinante polimérica. Las nanopartículas que absorben la radiación infrarroja pueden incluir cualquier material que absorba preferiblemente la radiación infrarroja. Ejemplos de materiales adecuados incluyen óxidos de metales como óxido y óxidos dopados de estaño, antimonio, indio y zinc. En algunos ejemplos, las nanopartículas de óxido de metal incluyen óxido de estaño, óxido de antimonio, óxido de indio, óxido de estaño dopado con indio, óxido de estaño e indio dopado con antimonio, óxido de estaño y antimonio, óxido de estaño dopado con antimonio o sus mezclas. En algunas realizaciones, las nanopartículas de óxido de metal incluyen óxido de estaño y antimonio (OEA) y/u óxido de estaño e indio (OEI). En algunos casos, las nanopartículas que absorben la radiación infrarroja pueden incluir o estar hechas de hexaboruro de lantano, o LaB6.

El hexaboruro de lantano es un absorbedor efectivo de la radiación casi infrarroja (NIR), con una banda de absorción centrada en 900 nm. Las nanopartículas que absorben la radiación infrarroja pueden dimensionarse de manera que no influyan materialmente en la transmisión de la luz visible de la capa de aglutinante polimérico. En algunos ejemplos, las nanopartículas que absorben la radiación infrarroja pueden tener cualquier tamaño útil como, por ejemplo, 1 a 100, o 30 a 100, o 30 a 75 nanómetros.

Las nanopartículas pueden tener cualquier tamaño útil como, por ejemplo, 1 a 100, o 30 a 100, o 30 a 75 nanómetros. En algunas realizaciones, las nanopartículas de óxido de metal incluyen óxido de estaño y antimonio u óxido de estaño y antimonio dopado dispersado en un material polimérico. El material polimérico puede ser cualquier material aglutinante útil como, por ejemplo, poliolefina, poliacrilato, poliéster, policarbonato, fluoropolímero, y similares.

En algunas realizaciones, el aglutinante de la capa 50 y/o el aglutinante de la capa o superficie 30 de difusión de la luz que absorbe la luz infrarroja es un material polimérico curado que puede funcionar como revestimiento duro. Los aglutinantes poliméricos adecuados para formar la capa de nanopartículas que absorben la luz infrarroja incluyen los productos térmicos y/o polimerizados (es decir, curados) por UV de monómeros de acrilato y/o metacrilato. Un aglutinante curado adecuado es el producto térmico y/o polimerizado por UV de un fenilacrilato o metacrilato alquil-sustituido bromado (p. ej., 4,6-dibromo-2-sec-butil-fenil-acrilato), un monómero de metilestireno, un diacrilato epoxi bromado, 2-fenoxi-etil-acrilato, y un oligómero de acrilato y uretano aromático hexafuncional, como se describe en la patente US-6.355.754. Aunque la mayoría de los monómeros y oligómeros telequélicos polimerizables con energía sirven para formar estos aglutinantes poliméricos, se prefieren los acrilatos por su reactividad elevada. La composición aglutinante curable debería tener una viscosidad fluida que sea lo suficientemente baja para que las burbujas de aire no queden atrapadas en la composición. Los diluyentes reactivos pueden ser monómeros mono-o difuncionales como, por ejemplo, SR-339, SR-256, SR-379, SR395, SR-440, SR-506, CD-611, SR-212, SR-230, SR-238 y SR-247, comercializados por Sartomer Co., Exton, Pennsylvania, EE. UU. Los oligómeros y mezclas oligoméricas útiles típicos incluyen CN-120, CN-104, CN-115, CN-116, CN-117, CN-118, CN-119, CN-970A60, CN-972, CN-973A80, CN-975 comercializados por Sartomer Co., Exton, Pennsylvania, EE. UU. y Ebecryl 1608, 3200, 3201, 3302, 3605, 3700, 3701, 608, RDX-51027, 220, 9220, 4827, 4849, 6602, 6700-20T comercializados por Surface Specialties, Smyrna, Georgia, EE. UU. De forma adicional, un entrecruzador multifuncional pueden ayudar a proporcionar una matriz compuesta con un entrecruzamiento muy denso. Ejemplos de monómeros multifuncionales incluyen SR-295, SR-444, SR-351, SR-399, SR-355 y SR-368 comercializados por Sartomer Co., Exton, Pennsylvania, EE. UU., y PETA-K, PETIA y TMPTA-N comercializados por Surface Specialties, Smyrna, Georgia, EE. UU. Los monómeros multifuncionales pueden usarse como agentes de entrecruzado para aumentar la temperatura de transición vítrea del polímero aglutinante que produce la polimerización de la composición polimerizable.

El aglutinante de la capa 50 y/o el aglutinante de la capa o superficie 30 de difusión de la luz que absorbe la luz infrarroja puede formar una resina dura o un revestimiento duro. El término “resina dura” o “revestimiento duro” significa que el polímero curado resultante presenta un alargamiento hasta la rotura de menos de 50 o 40 o 30 o 20 o 10 o 5 por ciento cuando se evalúa según el método de la norma ASTM D-882-91. En algunas realizaciones, el polímero de resina dura puede presentar un módulo de tensión superior a 6,89 x 108 Pascales (100 kpsi) cuando se evalúa según el método de la norma ASTM D-882-91. En algunas realizaciones, el polímero de resina dura puede mostrar un valor de bruma de menos de 10 % o menos de 5 % cuando se prueba en un medidor de desgaste por abrasión Taber según la norma ASTM D 1044-99, con una carga de 500 g y 50 ciclos (la bruma puede medirse con el medidor Haze-Gard Plus, BYK-Gardner, Md.

En algunas realizaciones de la capa 50 que absorbe la luz infrarroja, las nanopartículas de óxido de metal incluyen óxido de estaño e indio u óxido de estaño e indio dopado dispersado en un material polimérico. La capa de nanopartículas puede tener cualquier espesor útil, como, por ejemplo, de 1 a 10 o 2 a 8 micrómetros. La capa de nanopartículas puede incluir nanopartículas de cualquier carga o porcentaje en peso útil como, por ejemplo, 30 % a 90 % en peso, 40 % a 80 % en peso, o 50 % a 80 % en peso. En muchas realizaciones, la capa de nanopartículas no es conductora. Las composiciones de nanopartículas las comercializan, por ejemplo, Advanced Nano Products Co., LTD., Corea del Sur, con el nombre comercial TRB-PASTE SM6080(B), SH7080, SL6060. En otra realización, las nanopartículas de óxido de metal incluyen óxido de zinc y/u óxido de aluminio, estos óxidos los comercializa GfE Metalle und Materialien GmbH, Alemania.

La película 10 de control solar puede incluir una capa adhesiva como, por ejemplo, una capa adhesiva sensible a la presión (con un revestimiento de liberación opcional), en cualquier superficie expuesta de la película de control solar. La capa 110 de adhesivo sensible a la presión (ASP) (Fig. 2) puede ser cualquier tipo de adhesivo que permita fijar la película multicapa de control solar a un sustrato de acristalamiento como un vidrio. Para unir la película de control solar al vidrio, una superficie de la película de control solar se reviste con el adhesivo sensible a la presión (ASP) y se retira una hoja de liberación del ASP antes de aplicar la película al vidrio.

Se pueden incorporar aditivos de absorción ultravioleta al ASP. El absorbedor de UV puede incluir benzotriazol, benzotriazina, benizofenona o una combinación de estos; o puede ser cualquiera de los que se describen en las patentes US-2004/0241469 A1; US-2004/10242735 A1; y US-6.613.819 B2.

Algunos ejemplos incluyen CGL 139, CGL 777 y Tinuvin™ 327, 460, 479, 480, 777, 900 y 928, todos ellos de Ciba Specialty Chemicals.

En muchas realizaciones, el ASP es una película de ASP transparente, como un adhesivo sensible a la presión de poliacrilato. La Asociación de Cintas Sensibles a la Presión ha definido los adhesivos sensibles a la presión como materiales con las propiedades siguientes: (1) pegajosidad dinámica y permanente, (2) adherencia con sólo la presión de los dedos, (3) capacidad suficiente para mantenerse sobre un adherando, (4) resistencia cohesiva suficiente, y (5) no requiere ninguna activación por una fuente de energía. Los ASP son normalmente pegajosos a temperaturas de montaje, que son, de forma típica, la temperatura ambiente o superiores. Los materiales que se han descubierto que funcionan bien como ASP son los polímeros diseñados y formulados para que presenten las propiedades viscoelásticas necesarias que den como resultado un equilibrio deseado de pegajosidad, adherencia de la película y resistencia a la cizalladura a la temperatura de montaje. Los polímeros más comúnmente empleados para preparar ASP son los polímeros a base de caucho natural, caucho sintético (p. ej., copolímeros de estireno-butadieno (SBR) y copolímeros en bloques de estireno-isopreno-estireno (SIS)), elastómero de silicona, poli-alfa-olefina, y varios (met)acrilatos (p. ej., acrilato y metacrilato). De estos, los ASP de polímeros a base de (met)acrilato han pasado a ser la clase preferida de ASP para la presente invención por su transparencia óptica, permanencia de sus propiedades con el tiempo (estabilidad de envejecimiento), y versatilidad de los niveles de adhesión, por nombrar solo algunas de sus ventajas.

El revestimiento de liberación descrito arriba puede formarse de cualquier material útil como, por ejemplo, polímeros o papel, y pueden incluir una capa antiadherente. Los materiales adecuados para usar como capas antiadherentes incluyen, aunque no exclusivamente, fluoropolímeros, plásticos acrílicos y siliconas diseñados para facilitar la liberación del revestimiento de liberación del adhesivo.

La Figura 2 es una vista en sección transversal esquemática de una unidad 100 de acristalamiento de control solar ilustrativa. La unidad 100 de acristalamiento ilustrada incluye un primer sustrato 120 de acristalamiento y un segundo sustrato 130 de acristalamiento; sin embargo, se contempla la utilización de un solo sustrato de acristalamiento. El primer sustrato 120 de acristalamiento incluye una superficie interior 121 y una superficie exterior 122. El segundo sustrato 130 de acristalamiento incluye una superficie interior 131 y una superficie exterior 132. La película 10 de control solar, descrita arriba, se fija a la superficie interior 121 del primer sustrato 120 de acristalamiento a través de una capa adhesiva 110, como se ha descrito anteriormente. La unidad 100 de acristalamiento de control solar ilustrada es una unidad de acristalamiento aislada, donde el control solar 10 se fija entre los sustratos 120, 130 de vidrio y los sustratos 120, 130 de vidrio forman un volumen de gas 140 sellado entre los sustratos 120, 130 de vidrio.

En una realización, el sustrato 120, 130 de acristalamiento se dispone entre la película multicapa 20 y una capa 30 de difusión de la luz, formando el estratificado de control solar. La película multicapa 20 y una capa 30 de difusión de la luz pueden adherirse al sustrato 120, 130 de acristalamiento a través de cualquier adhesivo o capa que facilite la adhesión descrito anteriormente.

En muchas realizaciones, la película 10 de control solar se dispone solo sobre una parte de la unidad de acristalamiento. Por ejemplo, la película 10 de control solar se dispone solo sobre una parte del área superficial del sustrato de vidrio. En algunas realizaciones, la película 10 de control solar se dispone sobre menos del 75 % del área superficial del sustrato de vidrio, o menos del 50 % del área superficial del sustrato de vidrio.

El primer sustrato de acristalamiento y el segundo sustrato de acristalamiento pueden formarse de cualquier material de acristalamiento adecuado. En algunos ejemplos, los sustratos de acristalamiento pueden seleccionarse de un material que posea propiedades ópticas deseables a determinadas longitudes de ondas, incluida la luz visible. En algunos casos, los sustratos de acristalamiento pueden seleccionarse de materiales que transmitan cantidades sustanciales de luz dentro del espectro visible. En algunos ejemplos, el primer sustrato de acristalamiento y/o el segundo sustrato de acristalamiento pueden seleccionarse, cada uno, de materiales como vidrio, cuarzo, zafiro y similares. En unos ejemplos concretos, tanto el primer sustrato de acristalamiento como el segundo sustrato de acristalamiento son vidrio.

En muchas realizaciones, la unidad 100 de acristalamiento de control solar transmite luz visible y refleja luz visible. En muchas realizaciones, la unidad 100 de acristalamiento de control solar transmite, al menos, el 50 % de la luz visible de 500 nm a 800 nm y refleja, al menos, el 50 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1150 nm. En otras realizaciones, la unidad 100 de acristalamiento de control solar transmite, al menos, el 60 % de la luz visible de 525 nm a 750 nm y refleja, al menos, el 80 % de la luz infrarroja de 900 nm a 1100 nm. En más realizaciones, la unidad 100 de acristalamiento de control solar transmite, al menos, el 40 % de la luz visible de 500 nm a 800 nm y refleja, al menos, el 50 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1150 nm. En otras realizaciones, la unidad 100 de acristalamiento de control solar transmite, al menos, el 40 % de la luz visible de 525 nm a 750 nm y refleja, al menos, el 80 % de la luz infrarroja de 900 nm a 1100 nm.

Ejemplos

Se usaron los siguientes materiales en los ejemplos, según se indica:

CM 875: una película reflectora de IR multicapa de cuarto de onda de 0,05 mm (2 milésimas de pulgada) (nominal) que comprende 224 capas alternas de PET y coPMMA como se describe en US-6.797.396 (por ejemplo, véase el Ejemplo 5).

Película decorativa Fasara San Marino comercializada por 3M Company.

Película decorativa Fasara Milano comercializada por 3M Company.

Vidrio transparente: vidrio transparente de 2 mm o 6 mm comercializado por PPG Industries.

5 Los espectros ópticos se midieron utilizando un espectrofotómetro Lambda 19 (Perkin Elmer, Boston, MA). Los espectros se importaron en los programas Optics5 y Window 5.2 comercializados por Lawrence Berkeley National Laboratories para el análisis de las propiedades térmicas y ópticas de los sistemas de acristalamiento. Se determinaron las características de rendimiento tales como la transmisión de la luz visible (Tvis), el coeficiente de apantallamiento y la reflectancia (lado del vidrio y lado de la película) mediante el programa Window 5.2. Los programas se pueden

10 descargar desde http://windows.lbl.gov/software/. En la Tabla 1 se muestran los resultados de estas mediciones.

Se laminó una película multicapa polimérica reflectante de infrarrojos CM 875 sobre una película decorativa Fasara San Marino y sobre una película decorativa Fasara Milano usando un adhesivo óptico (adhesivo ópticamente transparente 8141 comercializado por 3M Company) para formar la película de control solar. Esta película de control 15 solar se laminó sobre vidrio transparente con un adhesivo sensible a la presión y se midieron las propiedades de rechazo solar, que se compararon con las de la película decorativa sobre vidrio y se recogen en la siguiente Tabla 1.

Tabla 1

Muestra: Coeficiente de apantallamiento Transmisión de luz visible

Fasara San Marino: 0,67 43 %

Fasara Milano: 0,81 62 %

Reflexión de IR Fasara San Marino: 0,54 43 %

Reflexión de IR Fasara Milano: 0,64 62 %

La Figura 3 es un espectro de transmisión y reflexión ilustrativo para el ejemplo de película de control solar Fasara Milano. De este modo se han descrito las realizaciones de la PELÍCULA DE CONTROL SOLAR CON DIFUSIÓN DE LA LUZ.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una película de control solar con difusión de la luz que comprende:

5 una película multicapa polimérica que incluye una pluralidad de capas poliméricas alternantes de un primer material polimérico y un segundo material polimérico, siendo al menos una de las capas de polímeros alternantes birrefringente y orientada, en donde las capas poliméricas alternantes cooperan para reflejar, al menos, el 50 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1100 nm y para transmitir, al menos, el 50 % de la luz visible a través de la película multicapa polimérica, en donde el primer material

10 polimérico incluye tereftalato de polietileno (PET) o un copolímero de tereftalato de polietileno (coPET) y el segundo material polimérico incluye poli(metil metacrilato) (PMMA) o un copolímero de poli(metil metacrilato) (coPMMA); y una capa de difusión de la luz o una superficie de difusión de la luz adyacente a la película multicapa polimérica;

15 en donde la película de control solar con difusión de la luz tiene un valor de opacidad de 10 % o superior, medido de acuerdo con ASTM D 1003-00; y en donde la capa de difusión de la luz comprende partículas dispersadas dentro de un aglutinante, en donde las partículas y el aglutinante tienen diferentes índices de refracción; y la superficie de difusión de la luz comprende una superficie texturada, en donde la superficie texturada

20 comprende una pluralidad de picos y valles que están colocados aleatoriamente o no aleatoriamente.
2. Una película de control solar con difusión de la luz según la reivindicación 1, en donde las partículas tienen un primer índice de refracción, el aglutinante tiene un segundo índice de refracción y el segundo índice de refracción tiene, al menos, un valor de 0,05 superior o inferior al primer índice de refracción.
3. Una película de control solar con difusión de la luz según la reivindicación 1, en donde la película multicapa comprende una película polimérica multicapa reflectora de la luz infrarroja que comprende una pluralidad de capas poliméricas alternantes de un primer material polimérico y un segundo material polimérico, y al menos una de las capas alternantes es birrefringente y orientada y las capas poliméricas

30 alternantes cooperan para reflejar la luz infrarroja y la luz visible es transmitida a través de la película polimérica multicapa reflectora de la luz infrarroja.
4. Una película de control solar con difusión de la luz según la reivindicación 1, que además comprende una capa de nanopartículas que absorbe la luz infrarroja dispuesta adyacente a la película multicapa

35 polimérica, en donde la capa de nanopartículas que absorbe la luz infrarroja comprende hexaboruro de lantano, oxido de estaño y antimonio u óxido de estaño e indio.
5. Una unidad de acristalamiento de control solar con difusión de la luz que comprende:

40 un sustrato de vidrio; y una película de control solar con difusión de la luz dispuesta en el sustrato de vidrio, comprendiendo la película de control solar con difusión de la luz: una película multicapa polimérica que incluye una pluralidad de capas poliméricas alternantes de un primer material polimérico y un segundo material polimérico, siendo al menos una de las capas

45 de polímeros alternantes birrefringente y orientada, en donde las capas poliméricas alternantes cooperan para reflejar, al menos, el 50 % de la luz infrarroja de 850 nm a 1100 nm y para transmitir, al menos, el 50 % de la luz visible a través de la película multicapa polimérica, en donde el primer material polimérico incluye tereftalato de polietileno (PET) o un copolímero de tereftalato de polietileno (coPET) y el segundo material polimérico incluye poli(metil metacrilato) (PMMA) o un

50 copolímero de poli(metil metacrilato) (coPMMA); y una capa de difusión de la luz o una superficie de difusión de la luz adyacente a la película multicapa polimérica; en donde la película de control solar con difusión de la luz tiene un valor de opacidad de 10 % o superior, medido de acuerdo con ASTM D 1003-00; y

55 en donde la capa de difusión de la luz comprende partículas dispersadas dentro de un aglutinante, en donde las partículas y el aglutinante tienen diferentes índices de refracción,

y la superficie de difusión de la luz comprende una superficie texturada, en donde la superficie texturada comprende una pluralidad de picos y valles que están colocados aleatoriamente o no aleatoriamente. 60
6. Una unidad de acristalamiento de control solar con difusión de la luz según la reivindicación 5, en donde la capa de difusión de la luz comprende partículas dispersadas dentro de un aglutinante, en donde las partículas tienen un primer índice de refracción, el aglutinante tiene un segundo índice de refracción y el segundo índice de refracción tiene, al menos, un valor de 0,05 superior o inferior al primer índice de refracción.
7. Una unidad de acristalamiento de control solar con difusión de la luz según la reivindicación 5, que comprende además un segundo sustrato de vidrio y la película de control solar con difusión de la luz se dispone entre el sustrato de vidrio y el segundo sustrato de vidrio.

5 8. Una unidad de acristalamiento de control solar con difusión de la luz según la reivindicación 5, en donde la película multicapa comprende una película polimérica multicapa reflectora de la luz infrarroja que comprende una pluralidad de capas poliméricas alternantes de un primer material polimérico y un segundo material polimérico, y al menos una de las capas alternantes es birrefringente y orientada y las capas poliméricas alternantes cooperan para reflejar la luz infrarroja y la luz visible es transmitida a

10 través de la película polimérica multicapa reflectora de la luz infrarroja.
9. Una unidad de acristalamiento de control solar con difusión de la luz según la reivindicación 5, que comprende además una capa de nanopartículas que absorben la luz infrarroja dispuestas adyacentes a la película multicapa.