JP2020500324A - 視覚的に透明な広帯域赤外線ミラーフィルム - Google Patents

視覚的に透明な広帯域赤外線ミラーフィルム Download PDF

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Abstract

多層赤外線（ＩＲ）反射フィルムが提供される。フィルムの光学繰り返し単位が、強め合う干渉及び弱め合う干渉によって光を反射するように配置された複数の光学的なポリマー層を含む。光学層Ａが高屈折率ポリマー層であり、光学層Ｂが、フルオロポリマーを含有する低屈折率等方性ポリマー層である。フィルムは、約８５０ｎｍ〜約１８５０ｎｍの近赤外波長領域において約５０％〜約１００％の平均反射率を有し、可視光領域において約７０％〜約９０％の平均透過率を有する。

Description

本開示は、視覚的に透明な多層赤外線（ＩＲ）反射フィルム、その製造方法及び使用方法に関する。
光を反射するための多層ポリマーフィルムの使用が知られており、例えば、米国特許第６，６６７，０９５号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）、米国特許第５３６０６５９号（Ａｒｅｎｄｓら）、及び米国特許第５，１０３，３３７号（Ｓｃｈｒｅｎｋら）に記載されている。赤外光を反射するように設計された多層フィルムが、可視スペクトル域においてより高次の反射も有し得る。これらのより高次の反射は、多くの用途（例えば窓フィルム）において望ましくないことがある。赤外域の光を反射できるが、可視域にわたって光を反射しない赤外線反射フィルムを設計するために、より高次の反射を抑制する必要がある。
多層赤外線（ＩＲ）反射フィルムの日射反射を向上させたいとの要望がある。簡潔に、一態様において、本開示は、多層赤外線（ＩＲ）反射フィルムを記載している。フィルムは、強め合う干渉及び弱め合う干渉によって光を反射するように配置された複数の光学的なポリマー層を含む光学繰り返し単位を含む。複数の光学的なポリマー層は光学層Ａ及びＢを含む。光学層Ａは高屈折率ポリマー層であり、光学層Ｂは、１つ以上のフルオロポリマーを含む低屈折率等方性ポリマー層である。光学層に加えて、本開示の一部の実施形態は、光学層積層体の片面又は両面に保護スキン層を有してもよい。フィルムは、約８５０ｎｍ〜約１８５０ｎｍの近赤外波長領域において約５０％〜約１００％の平均反射率を有し、可視光領域において約７０％〜約９０％の平均透過率を有する。場合により、光学層Ａは、約３５０ｎｍ〜約４００ｎｍの紫外線（ＵＶ）波長領域において１％未満の光を吸収する。
別の態様において、本開示は、主表面を有する窓を記載しており、多層赤外線（ＩＲ）反射フィルムが、主表面に設けられる。フィルムは、強め合う干渉及び弱め合う干渉によって光を反射するように配置された複数の光学的なポリマー層を含む光学繰り返し単位を含む。複数のポリマー層は光学層Ａ及びＢを含む。光学層Ａは高屈折率ポリマー層であり、光学層Ｂは、１つ以上のフルオロポリマーを含む低屈折率等方性ポリマー層である。フィルムは、約８５０ｎｍ〜約１８５０ｎｍの近赤外波長領域において約５０％〜約１００％の平均反射率を有し、可視光領域において約７０％〜約９０％の平均透過率を有する。
様々な予期せぬ結果及び利点が、本開示の例示的な実施形態において得られる。本開示の例示的な実施形態のそのような一利点は、より高次の高調波抑制光学設計と組み合わせてフルオロポリマー低屈折率ポリマーを利用することにより、多層ＩＲ反射フィルムが、優れた光学特性（例えば、高いＩＲ光反射率及び高い可視光透過率）を示すことができる点である。
以上が本開示の例示的な実施形態の様々な態様及び利点の概要である。上記の「発明の概要」は、それらの本開示の特定の例示的な実施形態の、図示される各実施形態又はすべての実装を説明することを意図するものではない。以下の図面及び「発明を実施するための形態」は、本明細書に開示される原理を使用する特定の好ましい実施形態を、より詳細に例示するものである。
以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を添付図面と併せて検討することで、本開示をより完全に理解し得る。
一実施形態による、多層ＩＲ反射フィルムに用いる「７１１」層構造を示す概略図である。 別の実施形態による、多層ＩＲ反射フィルムに用いるＡＢＡＢ層構造を示す概略図である。 実施例１及び比較例１の演算された反射スペクトルを示す図である。 実施例１及び比較例１の演算された透過スペクトルを示す図である。 実施例２並びに比較例２Ａ及び２Ｂの演算された反射スペクトルを示す図である。 実施例２並びに比較例２Ａ及び２Ｂの演算された透過スペクトルを示す図である。 以下の例示された実施形態の説明においては、本開示を実施することが可能な様々な実施形態を実例として示す添付図面を参照する。本開示の範囲から逸脱することなく実施形態を利用することが可能であり、構造上の変更が行われ得る点は理解されるべきである。これらの図は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。図面で使用されている同様の番号は同様の構成要素を示す。しかし、特定の図中のある構成要素を示す数字の使用は、同じ数字を付した別の図中の構成要素を限定することを意図するものではないことが理解されよう。
本開示は、視覚的に透明な多層赤外線（ＩＲ）反射フィルム又はミラーフィルムを提供する。フィルムの光学繰り返し単位が、強め合う干渉及び弱め合う干渉によって光を反射するように配置された複数のポリマー層を含む。複数のポリマー層は光学層Ａ及びＢを含む。光学層Ａは高屈折率ポリマー層であり、光学層Ｂは、１つ以上のフルオロポリマーを含む低屈折率等方性ポリマー層である。フィルムは、約８５０ｎｍ〜約１８５０ｎｍの近赤外波長領域において約５０％〜約１００％の平均反射率を有し、可視光領域において約７０％〜約９０％の平均透過率を有する。場合により、フィルムは、−５．０＜ａ＊＜５．０及び−５．０＜ｂ＊＜５．０の低いＣＩＥ（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）カラー値を有する。
本明細書で用いるとき、「反射性（reflective）」、「反射率（reflectivity）」、「反射（reflection）」、「反射する（reflecting）」又は「反射率（reflectance）」は、十分に鏡面性の全反射を示す。
用語「光学繰り返し単位」は、多層フィルムの厚さ全体に繰り返される特定の配列で配置された光学層の積層体を指す。
用語「面内軸」は、フィルムの平面に配置された互いに垂直な２つの軸を指す。本出願において、これらの軸は、典型的にｘ軸及びｙ軸として指定される。
用語「横軸」は、フィルムの平面と垂直な軸を指す。本出願において、この軸は、典型的にｚ軸として指定される。
用語「複屈折」は、横軸沿いの屈折率ｎｚと、面内軸ｎｘ又はｎｙの一方又は両方沿いの屈折率とが異なる状況を指す。
用語「等方性」は、ｘ、ｙ、ｚ軸沿いの屈折率が実質的に同じである（すなわち、ｎｘ＝ｎｙ＝ｎｚ）状況を指す。
特に指示のない限り、用語「透明な」及び「光学的に透明な」は、交換可能に使用され、可視光スペクトル（約４００〜約７００ナノメートル（ｎｍ））の少なくとも一部分にわたって高い光透過率（例えば、少なくとも８０パーセント、少なくとも８５パーセント、少なくとも９０パーセント、少なくとも９５パーセント、少なくとも９７パーセント、少なくとも９８パーセント、又は少なくとも９９パーセント等、少なくとも７０パーセント）を有する物品、フィルム、ポリマーブレンド、又は接着剤を指す。多くの実施形態において、高透過率は、可視光スペクトル全体にわたる。
本明細書で用いるとき、用語「ポリマー」は、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー等のポリマー材料を指す。本明細書で用いるとき、用語「ホモポリマー」は、１種類のモノマーの反応生成物であるポリマー材料を指す。本明細書で用いるとき、用語「コポリマー」は、２つの異なるモノマー又はポリマーブレンドの反応生成物であるポリマー材料を指し、用語「ターポリマー」は、３つの異なるモノマー又はポリマーブレンドの反応生成物であるポリマー材料を指す。本開示における用語「ポリマー」及び「コポリマー」は、ランダムコポリマー及びブロックコポリマーの両方を含み得ることを理解されたい。
図１は、一実施形態による多層ＩＲ反射フィルムに用いる７１１層構造の概略図である。図１において、多層ＩＲ反射フィルム内の光学繰り返し単位１００が、凡そ７Ａ１Ｂ１Ａ７Ｂ１Ａ１Ｂの層厚比で配置された交互するポリマー層Ａ及びＢを含む６つの光学層を有する。７１１層構造は、約７００〜約２０００ｎｍ、好ましくは約８５０〜約２０００ｎｍの赤外波長域の光を反射する一方、約４００〜約７００ｎｍの可視波長域における望ましくない高次反射（例えば、第２次、第３次、及び第４次の反射）を抑制することができる。
一部の実施形態において、光学的なポリマー層Ａは複屈折層でもよく、光学的なポリマー層Ｂは等方性層でもよい。一部の実施形態において、ポリマー層Ａは等方性層でもよい。光学層Ａのポリマー材料は、第１の面内屈折率ｎ１を有する。光学的なポリマー層Ｂは、第２の面内屈折率ｎ２を有する。本開示において、光学層Ａの面内屈折率ｎ１は、光学層Ｂの面内屈折率ｎ２よりも高い。一部の実施形態において、第１の面内屈折率ｎ１は、例えば約１．６２〜約１．６８の範囲でもよい。一部の実施形態において、光学層Ｂの第２の面内屈折率ｎ２は、例えば約１．３４〜約１．４０の範囲でもよい。一部の実施形態において、ｎ１とｎ２との面内屈折率差は、例えば、少なくとも０．２０、少なくとも０．２２、少なくとも０．２４、少なくとも０．２６、少なくとも０．２８、少なくとも０．３０、又は少なくとも０．３２とすることができる。一部の実施形態において、第１の面内屈折率ｎ１と第２の面内屈折率ｎ２との差は、例えば約０．２６〜約０．３２の範囲でもよい。一般的に、隣接する層Ａ及びＢの屈折率の差が大きいとき、多層ＩＲ反射フィルムは、所望の光学的パワー、例えばＩＲ光反射率を実現するためにより少ない層しか必要としないことがある。
多層ＩＲ反射フィルムは、フィルムの厚さ方向に沿って積層された、図１の繰り返し単位１００を複数含んでもよい。一部の実施形態において、積層された複数の光学繰り返し単位１００は、例えば、ポリマー基材、ガラス基材等の実質的に透明な基材に積層することができる。一部の実施形態において、光学繰り返し単位１００のために１つ以上の境界ポリマー層をその面１０２及び／又は１０４に設けることができる。例示的な境界層が、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，９２７，９００号（Ｌｉｕら）に記載されている。
積層された光学繰り返し単位１００は、同じ光学厚さでなくてもよいが、所望の反射帯域幅を実現するためにフィルムの厚さ全体に層厚勾配を有する。層厚勾配は、フィルムの用途に応じて広範に変化してもよい。一部の実施形態において、層厚勾配は線形であってもよく、光学繰り返し単位の光学厚さはフィルムの厚さ全体にわたり一定の割合で増加する。この構造において、各単位又は単位セルは、多層積層体内の前の単位の厚さよりも一定の大きさだけ厚い。一部の実施形態において、各単位は、前の単位の厚さよりも一定の割合だけ厚くてもよい。層厚は、フィルムの一方の主表面から他方の主表面へと減少した後に増加し、そして再び減少してもよく、又は、一方若しくは両方の帯域エッジの鮮鋭度を高めるように設計された択一的な層厚分布を有してもよい。
ポリマー層Ａの好ましいポリマーは、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の好適なポリエステルを含んでもよい。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、例えば、テレフタルジカルボン酸とエチレングリコールとの反応により作製することができる。波長５５０ｎｍの偏光入射光に対するその屈折率は、偏光面が延伸方向と平行であるときに、約１．５７〜約１．６９まで高まる。分子配向を高めることにより、ＰＥＴの複屈折が高まる。分子配向は、材料を延伸比が高くなるように延伸し、かつ他の延伸条件を固定して保持することにより、高めることができる。参照により開示内容が本明細書に組み込まれる、米国特許第６，７４４，５６１号（Ｃｏｎｄｏら）及び米国特許第６，４４９，０９３号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）に記載されるようなＰＥＴのコポリマー（ＣｏＰＥＴ）が、比較的低温（典型的に２５０℃未満）での加工能力にとって特に有用であり、熱的安定性が低い第２のポリマーとの共押出互換性を高める。複屈折ポリマーとして好適な他の半結晶性ポリエステルとしては、例えば、参照により開示内容が本明細書に組み込まれる、米国特許第６，４４９，０９３Ｂ２号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）又は米国特許出願公開第２００６００８４７８０号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）に記載されるような、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及び／又はそれらのコポリマーを挙げることができる。
本開示に従って構成された一部の例示的な多層光学フィルムに用いるのに適したポリエステルが概して、カルボン酸サブユニット及びグリコールサブユニットを含んでもよい。カルボン酸モノマー分子とグリコールモノマー分子との反応により、好適なポリエステルを生成することができる。各カルボン酸モノマー分子は、２つ以上のカルボン酸又はエステル官能基を有し、各グリコールモノマー分子は、２つ以上のヒドロキシ官能基を有する。カルボン酸モノマー分子は、すべて同一であってもよいし、又は２つ以上の異なるタイプの分子であってもよい。グリコールモノマー分子についても同様である。用語「ポリエステル」には、グリコールモノマー分子と炭酸エステルとの反応に由来するポリカーボネートも含まれる。
ポリエステル層のカルボン酸サブユニットを形成するのに用いる好適なカルボン酸モノマー分子としては、例えば、１，４−テレフタレートジカルボン酸及びその異性体、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロオクタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸及びその異性体、ｔ−ブチルイソフタル酸、トリメリット酸、イソフタル酸スルホン化ナトリウム、４，４’−ビフェニルジカルボン酸及びその異性体、並びに、メチル又はエチルエステル等、それら酸の低級アルキルエステルが挙げられる。用語「低級アルキル」は、このコンテキストでは、Ｃ１〜Ｃ１０の直鎖又は分岐アルキル基を指す。
ポリエステル層のグリコールサブユニットを形成するのに用いる好適なグリコールモノマー分子としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール及びその異性体、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリシクロデカンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール及びその異性体、ノルボルネンジオール、ビシクロオクタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１，４−ベンゼンジメタノール及びその異性体、ビスフェノールＡ、１，８−ジヒドロキシビフェニル及びその異性体、並びに、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼンが挙げられる。
一部の実施形態において、光学層Ａは等方性ポリマーを含んでもよい。特に光学層Ａに用いる例示的な等方性光学的なポリマーとしては、Ｉｎｅｏｓ Ａｃｒｙｌｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から商品名「ＣＰ７１」及び「ＣＰ８０」で入手可能なもの等の、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）と、ＰＭＭＡよりもガラス転移温度が低いポリエチルメタクリレート（ＰＥＭＡ）とのホモポリマーを挙げることができる。更なる有用なポリマーとしては、７５重量％のメタクリル酸メチル（ＭＭＡ）モノマー及び２５重量％のアクリル酸エチル（ＥＡ）モノマーから作られたＣｏＰＭＭＡ（Ｉｎｅｏｓ Ａｃｒｙｌｉｃｓ，Ｉｎｃ．から商品名「ＰＥＲＳＰＥＸ ＣＰ６３」で、又はＡｒｋｅｍａ（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）から商品名「ＡＴＯＧＬＡＳ ５１０」で入手可能）、ＭＭＡコモノマー単位とメタクリル酸ｎ−ブチル（ｎＢＭＡ）コモノマー単位とによって形成されたＣｏＰＭＭＡ、又はＰＭＭＡ及びポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）のブレンド等、ＰＭＭＡのコポリマー（ＣｏＰＭＭＡ）が挙げられる。層Ａの更なる例示的な光学層としては、第１ブロックコポリマー、第２ブロックコポリマー、又は少なくとも１つの更なるブロックコポリマーのうちの少なくとも１つの各エンドブロックがポリ（メチルメタクリレート）からなり、更に、第１ブロックコポリマー又は第２ブロックコポリマーの少なくとも一方の各ミッドブロックがポリ（ブチルアクリレート）からなる、アクリル酸塩トリブロックコポリマーが挙げられる。一部の例示的な実施形態において、第１ブロックコポリマー、第２ブロックコポリマー、又は少なくとも１つの更なるブロックコポリマーのうちの少なくとも１つが、それぞれのブロックコポリマーの総重量に基づいて、３０重量％〜８０重量％のエンドブロック及び２０重量％〜７０重量％のミッドブロックからなる。特定の具体的な例示的な実施形態において、第１ブロックコポリマー、第２ブロックコポリマー、又は少なくとも１つの更なるブロックコポリマーのうちの少なくとも１つが、それぞれのブロックコポリマーの総重量に基づいて、５０重量％〜７０重量％のエンドブロック及び３０重量％〜５０重量％のミッドブロックからなる。上記の例示的な実施形態のいずれかにおいて、第１ブロックコポリマーは、第２ブロックコポリマーと同じであるように選択されてもよい。例えば、Ｋｕｒａｒａｙ Ａｍｅｒｉｃａ Ｉｎｃ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から商品名Ｋｕｒａｒｉｔｙ ＬＡ４２８５で入手可能なもの等のトリブロックアクリレートコポリマーが入手可能である。
特に光学層Ａに用いる光学層の更なる好適なポリマーとしては、Ｄｏｗ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から商品名「ＥＮＧＡＧＥ ８２００」で入手可能なポリ（エチレン−ｃｏ−オクテン）（ＰＥ−ＰＯ）、Ａｔｏｆｉｎａ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から商品名「Ｚ９４７０」で入手可能なポリ（プロピレン−ｃｏ−エチレン）（ＰＰＰＥ）、及びアタクチックポリプロピレン（ａＰＰ）とアイソタクチックポリプロピレン（ｉＰＰ）とのコポリマー等のポリオレフィンコポリマーを挙げることができる。多層光学フィルムは、例えば、第２層に、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ＆ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から商品名「ＢＹＮＥＬ ４１０５」で入手可能なもの等の線形低密度ポリエチレン−ｇｒａｆｔ−無水マレイン酸（ＬＬＤＰＥ−ｇ−ＭＡ）等の官能化ポリオレフィンを含むこともできる。
本開示において、光学層Ａの材料は、約３５０ｎｍ〜約４００ｎｍの紫外線（ＵＶ）領域の光を有意な量で吸収しない。光学層Ａは、例えば、入射ＵＶ光の５％未満、３％未満、１％未満、又は０．５％未満を吸収し得る。一部の実施形態において、高屈折率ポリマー層Ａは、結晶性又は半結晶性ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及びその異性体（例えば、２，６−、１，４−、１，５−、２，７及び２，３−ＰＥＮ）を含まなくてもよい。例えば、光学層Ａ中のＰＥＮの量は、５モル％未満、１モル％未満、０．５モル％未満、０．２モル％未満、０．１モル％未満、又は約０モル％であってもよい。ＰＥＮは、ＰＥＴに比べて強度、耐化学性及び耐加水分解性、気体バリア性、耐熱性及び耐熱酸化性、並びに紫外線（ＵＶ）光バリア抵抗性の向上を言われたが、本開示は、本明細書に記載のＩＲ反射多層フィルムのポリマー層ＡとしてＰＥＮ層を含むことにより、フィルムの潜在的なＵＶ劣化に関する安定性問題が生じ得ることを見出した。
光学層Ｂの好ましいポリマーが、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）及びヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）を含むコモノマー組成物を有してもよい。一部の実施形態において、ポリマー層Ｂは、約３０モル％〜約８０モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）及び約２０モル％〜約７０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）を含んでもよい。一部の実施形態において、層Ｂは、約３０モル％〜約７５モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、約５モル％〜約３０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、約０〜約５５モル％のフッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、及び約０〜約１５モル％のパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）を含んでもよい。一部の実施形態において、光学的なポリマー層Ｂは、約３５モル％〜約８０モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、約５モル％〜約５０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、及び約０〜約１５モル％のパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）を含んでもよい。
本開示は、ポリエステル層Ａと組み合わせて、所望の光学的及び機械的特性を実現するのに適した、ポリマー層Ｂのコモノマー組成物を提示する。本明細書に記載の多層ＩＲ反射フィルムにおいて、ポリマー層Ａ及びＢは、剥離を防止するのに十分な界面接着性を有することができる。ポリマー層Ｂは、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ Ｐａｕｌ，ＭＮ，ＵＳＡ）から商品名ＴＨＶで商業的に入手可能な、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、及びフッ化ビニリデンのターポリマーである、フルオロポリマーを含んでもよい。一部の実施形態において、ポリマー層Ｂは、ポリマー層Ａとの界面接着性を向上するための、ＰＰＶＥを含む４つ以上のモノマーを含んでもよい。ポリマー層Ｂは好ましくは、低屈折率及び優れた層間接着性の可能性のために有利であると考えられるＦＥＰ（フッ化エチレンプロピレン）コポリマー及びＰＰＶＥを含んでもよい。
光学層Ｂのポリマーマトリックスとして有用なフルオロポリマーが、フッ化炭素樹脂を含んでもよい。フッ化エチレンプロピレンコポリマー（すなわちＦＥＰ）が、ＡＳＴＭ Ｄ２１１６−０７「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ＦＥＰ−Ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」に規定されている。パーフルオロアルコキシ樹脂（すなわちＰＦＡ）が、ＡＳＴＭ Ｄ３３０７−０８「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ Ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ Ｒｅｓｉｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」に規定されている。上記に列挙したＡＳＴＭ指定外にある、ヘキサフルオロエチレン及び／又はビニルエーテルと共にテトラフルオロエチレンを含むポリマー材料も意図される。テトラフルオロエチレンの共重合されたモノマーを含む溶融加工可能な典型的なコポリマーとしては、例えば、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのコポリマー（例えばＴＨＶ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのコポリマー（例えばＨＴＥ）、テトラフルオロエチレンとノルボルネンとのコポリマー、エチレンとテトラフルオロエチレンとのコポリマー（例えばＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとエチレンとのコポリマー（例えばＴＦＥＰ）又はそれらの組合せを挙げることができる。
一部の実施形態において、層Ｂのポリマーマトリックスとして有用な例示的なフルオロポリマーとしては、商品名「ＤＹＮＥＯＮ ＴＨＶ ２２１ Ｇｒａｄｅ」、「ＤＹＮＥＯＮ ＴＨＶ ２０３０ Ｇｒａｄｅ」、「ＤＹＮＥＯＮ ＴＨＶ ５００ Ｇｒａｄｅ」、「ＤＹＮＥＯＮ ＴＨＶ ６１０ Ｇｒａｄｅ」、「ＤＹＮＥＯＮ ＴＨＶ ８１５ Ｇｒａｄｅ」、及び「ＤＹＮＥＯＮ ＨＴＥＸ １７０５ Ｇｒａｄｅ」、「ＤＹＮＥＯＮ ＦＥＰ Ｇｒａｄｅ」でいずれもＤｙｎｅｏｎ ＬＬＣ（Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮ）から入手可能なＴＨＶが挙げられる。
下の表１は、様々なグレードＡ〜ＦのＴＨＶの層Ｂを利用可能である光学層Ａ及びＢとしてのＰＥＴ／ＴＨＶの組合せに関する層間接着値（すなわち平均層間剥離力）を列挙している。下の表２は、様々なグレードＡ〜ＦのＴＨＶの層Ｂを利用可能である光学層Ａ及びＢとしてのＰＭＭＡ／ＴＨＶの組合せに関する層間接着値（すなわち平均層間剥離力）を列挙している。表１において、より高いレベルのＶＤＦ（フッ化ビニリデン）及び又はＰＰＶ（パーフルオロプロピルビニルエーテル）を含有するフルオロポリマーが、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）とのより良好な層間接着性を有し得ることを見ることができる。一部の実施形態において、フィルムの切断時及び適用時の剥離を防止するために５０グラム／インチ超の層間剥離力を有することが望ましいことがある。一般に、ＰＭＭＡ／ＴＨＶの組合せは、ＰＥＴ／ＴＨＶの組合せよりも大きな層間接着力を示し得る一方、より大きな屈折率差を有するので、同じ数の光学層でより大きな光学的パワー（例えば反射率）を示し得る。一部のグレードのＴＨＶは、他のものよりも高い、ＰＥＴ又はＰＭＭＡとの層間接着性を有し得る。
Figure 2020500324
Figure 2020500324
図２は、別の実施形態による多層ＩＲ反射フィルムに用いる多層光学体１０の概略図である。図２において、光学多層光学体１０は、複数の光学繰り返し単位、すなわち、光学層Ａ１２と光学層Ｂ１４との交互する対を含む。光学層１２及び１４は典型的に、層の積層体１６を形成するようにインターリーブされ、任意に、１つ以上の非光学層１８が、積層体１６の表面にスキン層として配置される。一部の実施形態において、光学層Ａ及びＢの相対的な光学厚さを、積層体１６が反射することが意図される光の波長の約１／４とすることができる。
光学層Ａは、第１の面内屈折率ｎ１（ｎｘ Ａ又はｎｙ Ａ）を有する。光学層Ｂは、第２の屈折率ｎ２（ｎｘ Ｂ又はｎｙ Ｂ）を有する。一部の実施形態において、第１の面内屈折率ｎ１は、約１．６２〜約１．６８の範囲でもよい。一部の実施形態において、第２の面内屈折率ｎ２は、約１．３４〜約１．４０の範囲でもよい。一部の実施形態において、第１の面内屈折率ｎ１は、例えば、第２の面内屈折率ｎ２よりも約０．２６〜約０．３２高くてもよい。図２の光学層Ａ及びＢの好ましい材料は、図１の光学繰り返し単位１００のものと同じとすることができる。
一部の実施形態において、特定の波長範囲にわたる入射ＩＲ光の少なくとも５０％を反射する、本明細書に記載の多層光学フィルムの層厚プロファイル（層厚値）を、第１の（最も薄い）光学層が、例えば、２００ｎｍの光に対して約１／４波の光学厚さ（屈折率×物理的厚さ）を有し、４５０ｎｍの光に対して約１／４波厚の光学厚さとなるように調節した最も厚い層に進むように調節され、ほぼ線形のプロファイルとなるように調節することができる。
本明細書に記載の多層光学フィルムの一部の実施形態が、２０ナノメートル未満、又は一部の実施形態では１０ナノメートル未満に及ぶ、透過率が１０〜９０パーセントの範囲のＩＲ透過性帯域エッジを有してもよい。
図１及び図２は、多層ＩＲ反射フィルムの２つの例示的な構成を提示しているが、本明細書に記載の多層ＩＲ反射フィルムが、光学繰り返し単位が高屈折率ポリマー層Ａ及び低屈折率ポリマー層Ｂを含む、他の好適な構成を有してもよいことを理解されたい。例えば、一部の多層ＩＲ反射フィルムが、ＡＢＣＢの順に配置された光学的なポリマー層Ａ、Ｂ及びＣを有する光学繰り返し単位を含んでもよい。ＡＢＣＢの層構造を有する例示的な光学フィルムが、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，６６７，０９５号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）に記載されている。
本開示において、多層ＩＲ反射フィルム中の光学繰り返し単位の数は、フィルムの所望の用途に応じて、例えば数十から数千まで変化してもよい。一部の実施形態において、本開示に従って作られる反射フィルム及び他の光学デバイス中の層の数は、フィルムの厚さ、可撓性及び経済性のために最小数の層を用いて、所望の光学特性を達成するように選択することができる。場合により、本明細書に記載の多層ＩＲ反射フィルム中の層の数は、好ましくは約１０，０００未満であり、より好ましくは約５，０００未満であり、最も好ましくは約２，０００未満である。場合により、薄い多層ＩＲ反射フィルムが所望されるときには、層の数は、約２，０００未満、１，０００未満、７００未満、５００未満、又は４００未満でもよい。
本明細書に記載の多層ＩＲ反射フィルムは、例えば、約８５０ｎｍ〜約１８５０ｎｍの近赤外波長領域等、拡大された反射帯域を提供することができる。一部の実施形態において、フィルムは、約８５０ｎｍ〜約１８５０ｎｍの近赤外波長領域において約５０％〜約１００％の平均反射率を有してもよい。加えて、フィルムは、視覚的に透明とすることができる。一部の実施形態において、フィルムは、可視光領域において約７０％〜約９０％の平均透過率を有してもよい。
一部の実施形態において、本明細書に記載の多層ＩＲ反射フィルムは、例えば、−８．０＜ａ＊＜８．０及び−８．０＜ｂ＊＜８．０、−５．０＜ａ＊＜５．０及び−５．０＜ｂ＊＜５．０、３．０＜ａ＊＜３．０及び−３．０＜ｂ＊＜３．０、２．０＜ａ＊＜２．０及び−２．０＜ｂ＊＜２．０、又は１．０＜ａ＊＜１．０及び−１．０＜ｂ＊＜１．０の低いＣＩＥ（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）カラー値を示すことができる。一部の実施形態において、ａ＊及びｂ＊の少なくとも一方の絶対値が、８未満、５未満、３未満、２未満、又は１未満でもよい。ＣＩＥカラーＬ＊ａ＊ｂ＊は、４×４ Ｂｅｒｒｅｍａｎマトリックス法の光学モデリングで生成されたスペクトルデータについてＣＩＥ法（ＡＳＴＭ Ｅ３０５）を用いて算出することができる。空気質量１．５を用いた日射重み付け関数を太陽計算に用いることができる。この色空間において、Ｌ＊は明度を示し、ａ＊ｂ＊は色度座標である。高いＬ＊は白色であり、低い＊Ｌは黒色である。正のａ＊は赤色であり、負のａ＊は緑色である。正のｂ＊は黄色であり、負のｂ＊は青色である。中心は、ａ＊＝０、ｂ＊＝０で無色である。ａ＊及びｂ＊が０から更に移動するにつれて、彩度が高くなる。
図１及び図２の層Ａ及びＢ等の光学層に加えて、本明細書に記載の多層反射フィルムは、１つ以上の非光学層を含んでもよい。非光学層は、本明細書において光学的に厚い層を指すために用いられる。光学的に厚い層は、光学的厚さが対象スペクトル域における光の波長の少なくとも約１０倍である層を指す。例えば、１つ以上のスキン層が、フィルム構造の外部表面に適用されてもよく、又は保護境界層等の１つ以上の内部非光学層が、単位セルを形成する層の束の間に挿入されてもよい。非光学層は、多層フィルム構造を与えるか、又は加工中若しくは加工後の支障若しくは損傷から多層フィルム構造を保護する。典型的に、１つ以上の非光学層が、単位セルを構成する個々の層によって透過、偏向又は反射される光の少なくとも一部分が非光学層も通って伝わるように配置される（例えば、これらの層は、第１及び第２の光学層を通って伝わる光の経路か、又は同光学層によって反射された光の経路に配置される）。非光学層は、任意の適切な材料からなってもよく、光学積層体に用いる材料の１つと同じとすることができる。光パケット又は有効な光パケットに限界又は境界を設定する目的では、光学的に厚い層も、空気若しくは真空の半無限層さえも、非光学層とみなすことができる。
一部の用途では、可視光透過率を抑え、更に日射熱取得率（ＳＨＧＣ）を抑えるために、可視光及び赤外線吸収顔料又は染料の使用が望ましいことがある。一部の実施形態において、可視光透過率は、可視光及び赤外線吸収顔料又は染料を用いることにより、約９０％から約７０％に抑えることができる。顔料及び／又は染料は、多層ＩＲ反射フィルムの光学層及び／又は非光学層（例えばスキン層）に添加することができる。一部の実施形態において、波長領域８５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの赤外光及び波長領域７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの近赤外光の少なくとも一方を吸収するのに適した１つ以上の吸収染料又は顔料を提供することができる。
一部の実施形態において、赤外線反射光学層の下方のスキン層又は赤外線反射フィルムの下方の接着剤層内に赤外線吸収顔料／染料を添加することができる。可視光及び赤外線吸収顔料／染料が、赤外線反射フィルムの下方のガラス、ポリマーシート、又は基材に加えられてもよい。光学モデリングは、図１に示したような単一パケットの赤外線反射ミラーが、日射熱取得率（ＳＨＧＣ）が０．５７のクリアガラスに積層されたときに約８４％の可視光透過率を有し得ることを示す。本開示において、ＳＨＧＣは、太陽からの放射エネルギーを遮るフィルムの能力の高さである。それは、フィルム、例えば窓フィルムを通って入る太陽放射の割合である。それは、０〜１の数で表される。窓の日射熱取得率が低いほど、より少ない日射熱を窓が透過し、その遮蔽能力が高くなる。一部の実施形態において、本明細書に記載のフィルムは、例えば、約０．２〜約０．７、約０．３〜約０．６、又は約０．３〜約０．５の範囲の日射熱取得率（ＳＨＧＣ）を有することができる。光学モデリングは、図１に示したフィルムが緑色ガラスに積層されたときに、可視光透過率が７６％になり、ＳＨＧＣが０．４９になることを示す。本明細書に記載のＳＨＧＣの値は、ＡＳＴＭ Ｃ１１９９−１４「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｔｅａｄｙ−Ｓｔａｔｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｏｆ Ｆｅｎｅｓｔｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｕｓｉｎｇ Ｈｏｔ Ｂｏｘ Ｍｅｔｈｏｄｓ」に基づいて決定された。
好適な可視光及び赤外線吸収顔料としては、例えば、アンチモンスズ酸化物、インジウムスズ酸化物、セシウム酸化物、酸化鉄、亜酸化銅等の金属酸化物を挙げることができる。更なる赤外線吸収顔料としては、ヒドロキシルスクアライン等のスクアライン、並びにバナジルフタロシアニン、クロロインジウムフタロシアニン、チタニルフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、銅フタロシアニン、及びマグネシウムフタロシアニン等の金属フタロシアニンを挙げることができる。特に有用な赤外線顔料が、タングステン酸化物の複合体を含んでもよい。ナノ粒子サイズまで小さくされ、底部ポリマースキン層又は適用コーティング中に良好に分散したカーボンブラックでさえも、可視光透過率を７０％よりも高く維持しながら、記載のフィルムのＳＨＧＣを抑えるのに有用であることがある。
多層ＩＲ反射フィルムは、高い可視光透過率を維持しながら、優れた日射熱遮断性能を有する。場合により、これは、より高次の高調波抑制光学設計と組み合わせて、フルオロポリマー低屈折率ポリマーを利用することにより達成される。一部の実施形態において、フィルムは、７０〜９０％の可視光透過率及び最小限の色不均一性を伴って、５０〜１００％多くの近赤外エネルギーを反射することができる。一部の実施形態において、フィルムは、緑色ガラス及び／又は染料／顔料と組み合わせて使用されると、７０％よりも高い可視光透過率を維持しながら、０．５未満の日射熱取得率を達成することができる。本明細書に記載の多層ＩＲ反射フィルムは、電気絶縁性であることができ、無線周波電磁放射を透過することができる。フィルムは、無線通信を遮り得る金属層又はコーティングを含まなくてもよい。
本明細書に記載の多層ＩＲ反射フィルムは、好適な加工、例えば多層押出加工により作ることができる。フィルムのポリマーは、共押出を促進するのに適合したレオロジーを有してもよいことを理解されたい。例えば、層の不安定性又は不均一性を防止するためにポリマーの溶融粘度を実質的に一致させることができる。本開示におけるポリマー材料の選択は、潜在的なフィルム剥離を防止するのに十分な界面接着性ももたらすことができる。
一部の実施形態において、参照により開示内容が本明細書に組み込まれる米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）に記載されているような一般的な加工技術を用いて、本明細書に記載の多層光学フィルムを作ることができる。
スペクトルが制御された多層光学フィルムを提供するための望ましい技術としては、例えば、１）例えば、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）に記載されているような共押出されたポリマー層の層厚値を制御するための軸ロッドヒーターの使用、２）層厚測定ツール（例えば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、透過電子顕微鏡、又は走査電子顕微鏡）からの製造中に時宜を得た層厚プロファイルのフィードバック、３）所望の層厚プロファイルを得るための光学モデリング、及び４）測定される層プロファイルと所望の層プロファイルとの間の差に基づく軸ロッド調節の繰り返しを挙げることができる。
一部の実施形態において、層厚プロファイルを制御する基本プロセスは、典型的には、ターゲット層厚プロファイルと測定した層プロファイルの差に基づく軸ロッドゾーン電力設定の調節を含んでもよい。所定のフィードブロックゾーンにおける層厚値を調整するために必要とされる軸ロッド力の増加を、そのヒーターゾーン内で生じた層の得られる厚さ変化の１ナノメートル当たりの入熱ワットに対して較正してもよい。例えば、スペクトルの細かい制御は、２７５層に対して２４個の軸ロッドゾーンを使用して可能である。較正後に、所定のターゲットプロファイルと測定プロファイルの必要な電力調整を一度に計算することができる。この手順は、２つのプロファイルが収束するまで繰り返される。
本開示の多層ＩＲ反射フィルムは、ＩＲ反射率及び視覚的透明性を商用物品に付与するために広範な商用物品に採用することができる。例えば、フィルムは、例えば、車両のフロントガラス、建物の窓等の窓の主表面に設けることができる。フィルムは、例えば、車両、建物等の物体の外部表面に設けることもできる。本明細書に記載のＩＲ反射フィルムは、可視光を採光のために透過したり、可視光を使用する光起電力セルに透過したりすることが望ましい、太陽エネルギー集中設計においても有用であることがある。一部の実施形態において、ＩＲ反射フィルムは、入射する太陽光を受けるために太陽エネルギーデバイスの構成要素の主表面に設けることができる。本明細書に記載の太陽エネルギーデバイスは、太陽からの電磁エネルギー（すなわち太陽光）を、他の場所で使用するための電気又は熱エネルギーに変換できるデバイスである。可視光透過反射体を用いる例示的な太陽エネルギーデバイスが、参照により本明細書に組み込まれる国際公開第２０１５／００２７７６号（Ｈｅｒｂｒｉｎｋら）に記載されている。一部の実施形態において、本明細書に記載のＩＲ反射フィルムは、可撓性であり、所望の機能を達成するために様々な形状に成形することができる。例えば、可撓性のＩＲ反射フィルムは、可視光を採光のために建物内に透過したり、可視光を発電のために光起電力セルに透過したりする一方で、赤外線太陽エネルギーを日射熱吸収デバイスに反射及び／又は集中するように構成することもできる。
例示的な実施形態の列挙
実施形態１は、多層赤外線（ＩＲ）反射フィルムであって、
強め合う干渉及び弱め合う干渉によって光を反射するように配置された複数のポリマー層を備える光学繰り返し単位であり、複数のポリマー層が光学層Ａ及びＢを含み、光学層Ａが高屈折率ポリマー層であり、光学層Ｂが、１つ以上のフルオロポリマーを含む低屈折率等方性ポリマー層である、光学繰り返し単位を備え、
フィルムが、約８５０ｎｍ〜約１８５０ｎｍの近赤外波長領域において約５０％〜約１００％の平均反射率を有し、
フィルムが、可視光領域において約７０％〜約９０％の平均透過率を有し、
光学層Ａが、約３５０ｎｍ〜約４００ｎｍの紫外線（ＵＶ）波長領域において１％未満の光を吸収する、フィルムである。
実施形態２は、光学層Ｂが、約３０モル％〜約８０モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、及び約２０モル％〜約７０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）を含む、実施形態１のフィルムである。
実施形態３は、光学層Ｂが、約３０モル％〜約７５モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、約５モル％〜約３０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、約５５モル％未満のフッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、及び約１５モル％未満のパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）を含む、実施形態２のフィルムである。
実施形態４は、光学層Ｂが、約３５モル％〜約８０モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、約５モル％〜約５０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、及び約１５モル％未満のパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）を含む、実施形態２のフィルムである。
実施形態５は、光学層Ａがポリエステルを含む、実施形態１〜４のいずれか１つのフィルムである。
実施形態６は、光学層Ａがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む、実施形態１〜５のいずれか１つのフィルムである。
実施形態７は、光学層Ａがポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む、実施形態１〜６のいずれか１つのフィルムである。
実施形態８は、光学繰り返し単位の複数のポリマー層が、約７：１：１：７：１：１の厚さ比でＡＢＡＢＡＢの順に配置されている、実施形態１〜７のいずれか１つのフィルムである。
実施形態９は、光学層Ａの面内屈折率が、光学層Ａの面内屈折率よりも約０．２６〜約０．３２高い、実施形態１〜８のいずれか１つのフィルムである。
実施形態１０は、ポリマー層Ｂが、約１．３４〜約１．４０の範囲の面内屈折率を有する、実施形態１〜９のいずれか１つのフィルムである。
実施形態１１は、ポリマー層Ａが、約１．６２〜約１．６８の範囲の屈折率を有する、実施形態１〜１０のいずれか１つのフィルムである。
実施形態１２は、フィルムが、−５．０＜ａ＊＜５．０及び−５．０＜ｂ＊＜５．０のＣＩＥ（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）色座標を有する、実施形態１〜１１のいずれか１つのフィルムである。
実施形態１３は、波長領域８５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの赤外光及び波長領域７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの近赤外光の少なくとも一方を吸収できる１つ以上の吸収染料又は顔料を更に含む、実施形態１〜１２のいずれか１つのフィルムである。
実施形態１４は、吸収染料又は顔料が、光学繰り返し単位又はスキン層に添加されている、実施形態１３のフィルムである。
実施形態１５は、フィルムが、約０．３〜約０．５の範囲の日射熱取得率を有する、実施形態１〜１４のいずれか１つのフィルムである。
実施形態１６は、電気絶縁性であり、無線周波電磁放射を透過できる、実施形態１〜１５のいずれか１つのフィルムである。
実施形態１７は、主表面を有する窓であって、先行する実施形態のいずれかのフィルムが、主表面に設けられている、窓である。
実施形態１８は、車両のフロントガラスである、実施形態１７の窓である。
実施形態１９は、建物の窓である、実施形態１７の窓である。
実施形態２０物体の外部表面を被覆する物品であって、先行する実施形態のいずれかのフィルムを備える物品。
実施形態２１は、物体が車両又は建物である、実施形態２０の物品である。
実施形態２２は、実施形態１〜１６のいずれか１つのフィルムを備える太陽エネルギーデバイスの構成要素であって、フィルムが、入射光を受けるように太陽エネルギーデバイスの構成要素の主表面に配置されている、太陽エネルギーデバイスの構成要素である。
実施形態２３は、実施形態１〜１６のいずれか１つのフィルムを備える太陽エネルギーデバイスの構成要素であって、フィルムが、入射する赤外線太陽エネルギーを日射熱エネルギーデバイスに反射及び集中するように構成されている、太陽エネルギーデバイスの構成要素である。
これらの実施例は単に例示を目的としたものであり、添付の特許請求の範囲を限定することを意味するものではない。
コンピュータシミュレーション法
Ｂｅｒｒｅｍａｎアルゴリズムを用いた４×４マトリックス法を使用して、屈折率の異なる材料の層界面によって生じる強め合う干渉及び弱め合う干渉のスペクトルをモデル化した。Ｂｅｒｒｅｍａｎ ４×４マトリックス法は、ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ（Ｖｏｌｕｍｅ ６２，Ｎｕｍｂｅｒ ４，Ａｐｒｉｌ １９７２）及びｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ（Ｖｏｌｕｍｅ ８５，Ｎｕｍｂｅｒ ６，Ｍａｒｃｈ １９９９）に記載されている。この光学モデルの入力パラメータは、個々のポリマー屈折率、ポリマー層の厚さ、ポリマー層の数、並びに左帯域エッジ及び右帯域エッジを含む反射帯域幅であった。Ｂｅｒｒｅｍａｎ法は、各層界面で反射した光の割合及び各層界面を透過した光の割合を算出し、反射スペクトル及び透過スペクトルを出力する。Ｂｅｒｒｅｍａｎ法は、スペクトル出力からの色応答を算出するためにも使用することができる。色応答は、周知のＣＩＥ（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）色座標に関して定量化される。ＣＩＥ系を用いて色を演算する標準的な作業方法が、ＡＳＴＭ Ｅ−３０８に記載されている。
実施例１及び比較例１
上述のコンピュータシミュレーション法によって、交互するＡＢ構造を有する多層ＩＲ反射フィルムをシミュレーションした。
実施例１において、Ｂｅｒｒｅｍａｎアルゴリズムを用いた４×４伝達マトリックス法として記載した光学モデルを使用して、ポリマーＡとしてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリマーＢとしてのＴＨＶ２２１（３Ｍ Ｄｙｎｅｏｎ（Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮ）から入手可能）からなる５０の交互する光学層（２５の光学繰り返し単位）を有する強め合う干渉の１／４波積層体をモデル化した。図３に見られるように、光学モデリングは、８５０ｎｍ〜１１５０ｎｍの反射帯域にわたる平均反射率を８８％と予測する。図４に見られるように、光学モデリングは、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの光透過帯域にわたる可視光平均透過率を９２％と予測する。
比較例１において、Ｂｅｒｒｅｍａｎアルゴリズムを用いた４×４伝達マトリックス法として記載した光学モデルを使用して、ポリマーＡとしてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリマーＢとしてのＣｏＰＭＭＡ（Ａｒｋｅｍａ（Ｐｒｕｓｓｉａ，ＰＡ）から商品名Ａｌｔｕｇｌａｓ ５１０Ａで入手可能）からなる２００の交互する光学層（１００の光学繰り返し単位）を有する強め合う干渉の１／４波積層体をモデル化した。図３に見られるように、光学モデリングは、８５０ｎｍ〜１１５０ｎｍの反射帯域にわたる平均反射率を８９％と予測する。図４に見られるように、光学モデリングは、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの光透過帯域にわたる可視光平均透過率を９０％と予測する。
実施例１及び比較例１は、同程度の光学的パワー（例えば、同様の反射率及び透過率）を示した。しかし、比較例１は、より多くの光学層（すなわち、実施例１の２５単位に対して比較例１の１００単位）を利用したので、より大きな厚さを有した。より薄くなる実施例１の利点は、実施例１の隣接する光学層Ａ及びＢ（ＰＥＴ／ＴＨＶ）の屈折率の、比較例１のＰＥＴ／ＣｏＰＭＭＡの場合よりも大きな差に依存し得る。
実施例２並びに比較例２Ａ及び２Ｂ
上述のコンピュータシミュレーション法によって、図１の７１１構造を有する多層ＩＲ反射フィルムをシミュレーションした。
実施例２において、Ｂｅｒｒｅｍａｎアルゴリズムを用いた４×４伝達マトリックス法として記載した光学モデルを使用して、ポリマーＡとしてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリマーＢとしてのＴＨＶ２２１（３Ｍ Ｄｙｎｅｏｎ（Ｏａｋｄａｌｅ，ＭＮ）から入手可能）からなる３３０の交互する光学層（５５の光学繰り返し単位）を有する強め合う干渉の７１１積層体をモデル化した。図５に見られるように、光学モデリングは、８５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの反射帯域にわたる平均反射率を８２％と予測する。図６に見られるように、光学モデリングは、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの光透過帯域にわたる可視光平均透過率を８８％と予測する。
比較例２Ａにおいて、Ｂｅｒｒｅｍａｎアルゴリズムを用いた４×４伝達マトリックス法として記載した光学モデルを使用して、ポリマーＡとしてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリマーＢとしてのＣｏＰＭＭＡ（Ａｒｋｅｍａ（Ｐｒｕｓｓｉａ，ＰＡ）から商品名Ａｌｔｕｇｌａｓ ５１０Ａで入手可能）からなる３３０の交互する光学層（５５の光学繰り返し単位）を有する強め合う干渉の７１１積層体をモデル化した。図５に見られるように、光学モデリングは、８５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの反射帯域にわたる平均反射率を約４５％と予測する。図６に見られるように、光学モデリングは、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの光透過帯域にわたる可視光平均透過率を９２％と予測する。透過したＣＩＥカラーの色度値をａ＊＝−０．０３６及びｂ＊＝０．２０８と算出した。反射したＣＩＥカラーの色度値をａ＊＝０．１７４及びｂ＊＝−０．７６９と算出した。
比較例２Ｂにおいて、Ｂｅｒｒｅｍａｎアルゴリズムを用いた４×４伝達マトリックス法として記載した光学モデルを使用して、ポリマーＡとしてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）及びポリマーＢとしてのＣｏＰＭＭＡ（Ａｒｋｅｍａ（Ｐｒｕｓｓｉａ，ＰＡ）から商品名Ａｌｔｕｇｌａｓ ５１０Ａで入手可能）からなる１２９０の交互する光学層（２１５の光学繰り返し単位）を有する強め合う干渉の７１１積層体をモデル化した。図５に見られるように、光学モデリングは、８５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの反射帯域にわたる平均反射率を７９％と予測する。図６に見られるように、光学モデリングは、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの光透過帯域にわたる可視光平均透過率を９１％と予測する。透過したＣＩＥカラーの色度値をａ＊＝−０．０８２及びｂ＊＝０．３８２と算出した。反射したＣＩＥカラーの色度値をａ＊＝０．３３４及びｂ＊＝−１．３８２と算出した。
実施例２及び比較例２Ａは、同数の光学層を有する。実施例２は、優れた光学特性（例えば、８５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの反射帯域にわたるより高い反射率）を示した。実施例２及び比較例２Ｂは、同程度の光学的パワー（例えば、同様の反射率）を示した。しかし、比較例２は、より多くの光学層（すなわち、実施例２Ｂの５５単位に対して比較例２Ｂの２１５単位）を利用したので、より大きな厚さを有した。より薄くなる実施例２の利点は、実施例２の隣接する層Ａ及びＢ（ＰＥＴ／ＴＨＶ）の屈折率の、比較例２ＢのＰＥＴ／ＣｏＰＭＭＡの場合よりも大きな差に依存する。
本明細書全体を通して、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「実施形態」に対する言及は、「実施形態」という用語の前に、「例示的な」という用語が含まれているか否かに関わらず、その実施形態に関連して説明される具体的な特色、構造、材料、又は特徴が、本開示のある特定の例示的な実施形態のうちの少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して、様々な箇所における「１つ以上の実施形態において」、「ある特定の実施形態において」、「一実施形態において」、又は「ある実施形態において」などの表現の出現は、必ずしも本開示のある特定の例示的な実施形態のうちの同一の実施形態に言及するものとは限らない。更に、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態では任意の好適な方法で組み合わされてもよい。
本明細書では特定の例示的な実施形態について詳細に説明してきたが、当業者には上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の修正形態、変形形態、及び均等物を容易に想起できることが、諒解されるであろう。したがって、本開示は、ここまで説明してきた例示的な実施形態に、過度に限定されるものではないことを理解されたい。特に、本明細書で使用する場合、端点による数値範囲の列挙は、その範囲内に包含されるすべての数を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）ことが意図される。加えて、本明細書で使用されるすべての数は、用語「約」によって修飾されるものと想定される。
更に、種々の例示的な実施形態が説明されてきた。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。

Claims (15)

  1. 多層赤外線（ＩＲ）反射フィルムであって、
    強め合う干渉及び弱め合う干渉によって光を反射するように配置された複数のポリマー層を備える光学繰り返し単位を備え、前記複数の光学的なポリマー層は、光学層Ａ及びＢを含み、前記光学層Ａは、高屈折率ポリマー層であり、前記光学層Ｂは、１つ以上のフルオロポリマーを含む低屈折率等方性ポリマー層であり、
    前記フィルムは、約８５０ｎｍ〜約１８５０ｎｍの近赤外波長領域において約５０％〜約１００％の平均反射率を有し、
    前記フィルムは、可視光領域において約７０％〜約９０％の平均透過率を有し、
    前記光学層Ａは、約３５０ｎｍ〜約４００ｎｍの紫外線（ＵＶ）波長領域において１％未満の光を吸収する、多層赤外線（ＩＲ）反射フィルム。
  2. 前記光学層Ｂは、約３０モル％〜約８０モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、及び約２０モル％〜約７０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）を含む、請求項１に記載のフィルム。
  3. 前記光学層Ｂは、約３０モル％〜約７５モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、５モル％〜約３０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、約５５モル％未満のフッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、及び約１５モル％未満のパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）を含む、請求項２に記載のフィルム。
  4. 前記光学層Ｂは、約３５モル％〜約８０モル％のテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、約５モル％〜約５０モル％のヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、及び約１５モル％未満のパーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）を含む、請求項２に記載のフィルム。
  5. 前記光学層Ａは、ポリエステルを含む、請求項１に記載のフィルム。
  6. 前記光学層Ａは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む、請求項１に記載のフィルム。
  7. 前記光学層Ａは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む、請求項１に記載のフィルム。
  8. 前記光学繰り返し単位の前記複数のポリマー層は、約７：１：１：７：１：１の厚さ比でＡＢＡＢＡＢの順に配置されている、請求項１に記載のフィルム。
  9. 前記光学層Ａの面内屈折率は、前記光学層Ａの面内屈折率よりも約０．２６〜約０．３２高い、請求項１に記載のフィルム。
  10. 前記ポリマー層Ｂは、約１．３４〜約１．４０の範囲内の面内屈折率を有する、請求項１に記載のフィルム。
  11. 前記ポリマー層Ａは、約１．６２〜約１．６８の範囲内の面内屈折率を有する、請求項１に記載のフィルム。
  12. 前記フィルムは、−５．０＜ａ＊＜５．０及び−５．０＜ｂ＊＜５．０のＣＩＥ（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）色座標を有する、請求項１に記載のフィルム。
  13. 波長領域８５０ｎｍ〜１８５０ｎｍの赤外光及び波長領域７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの近赤外光の少なくとも一方を吸収できる１つ以上の吸収染料又は顔料を更に含む、請求項１に記載のフィルム。
  14. 前記フィルムは、約０．３〜約０．５の範囲内の日射熱取得率を有する、請求項１に記載のフィルム。
  15. 主面を有する窓であって、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のフィルムが、前記主面に設けられている、窓。
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