JP2020502587A - 赤外線遮断層を含む物品およびそれを作製する方法 - Google Patents

Abstract

一実施形態では、物品は、ホスト材料（１８）および複数の複合繊維（２０）を含む赤外線遮断層を含み、複数の複合繊維の複合繊維２０の各々は、コントラスト材料およびマトリックス材料を含み、コントラスト材料は、マトリックス材料中に、赤外線放射に曝露された場合フォトニックバンドギャップが現れるフォトニック結晶を形成する。別の実施形態では、物品を作製する方法は、ホスト材料１８またはホストポリマー前駆体および複数の複合繊維２０を混合して混合物を形成するステップ、ならびに混合物から赤外線遮断層を形成するステップを含む。別の実施形態では、物品を作製する方法は、積層スタックを形成するステップ、ならびにホスト層、繊維層および任意選択のポリマー層を共押出するステップの一方または両方を含む。

Description

関連技術出願への相互参照
本出願は、２０１６年１２月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／４２８，５４４号への利益を主張する。関連出願は、その全体を本願に引用して援用する。

プラスチックグレージングは、従来のガラスグレージングと比較して多くの利点を提供する。これらの利点としては、例えば、破壊抵抗の増加、重量の減少、ならびに車両における使用の場合、交通事故の場合の乗員の安全性の増加、および燃料消費量の減少が挙げられる。しかし残念ながら、グレージング技術における赤外線を遮断する本方法に起因して、建物および車両のものなどの内部空間では、赤外線反射層を含むガラスグレージングと比較して、プラスチックグレージングの存在下で温度の上昇が増加する。この内部空間の温度の上昇は、赤外線放射がプラスチックグレージングを通過するのを防ぐためにプラスチックグレージングに添加される赤外線吸収体の存在により生じる。ここで、赤外線吸収体は赤外線放射を吸収するが、二次放射が生じ、これが内部空間に進入して温度の上昇につながり得る。内部空間における温度上昇により、乗員または居住者の快適さが低減し得、必然的に空気調節への要求が増加し得、これにより、エネルギー消費が増加する。さらに、赤外線吸収に起因して、プラスチックグレージング自体の温度が上昇し得、これにより、プラスチックグレージングの劣化が加速し得る。

したがって、例えば、内部空間における太陽熱の負荷を減少させ得るパッシブ設計による解決法を用いる、新しい技術が必要とされている。

本明細書において、赤外線遮断層を含む物品およびこれを作製する方法が開示される。

一実施形態では、物品は、ホスト材料および複数の複合繊維を含む赤外線遮断層を含み、複数の複合繊維の複合繊維の各々は、コントラスト材料およびマトリックス材料を含み、コントラスト材料は、マトリックス材料中に、赤外線放射に曝露された場合フォトニックバンドギャップが現れるフォトニック結晶を形成する。

別の実施形態では、物品を作製する方法は、ホスト材料および複数の複合繊維を混合して混合物を形成するステップ、ならびに混合物から赤外線遮断層を形成するステップを含み、物品は、赤外線遮断層を含む。

別の実施形態では、物品を作製する方法は、ホストポリマー前駆体および複数の複合繊維を混合して混合物を形成するステップ、ならびにホストポリマー前駆体を反応させて赤外線遮断層を形成するステップを含み、物品は赤外線遮断層を含む。

なお別の実施形態では、物品を作製する方法は、複数の複合繊維を含まないホスト層、複数の複合繊維を含む繊維層および複数の複合繊維を含まない任意選択のポリマー層を含む積層スタックを形成するステップ、ならびにホスト層および任意選択のポリマー層のうちの少なくとも１つに、複数の複合繊維を包埋するステップを含む。

さらなる実施形態では、物品を作製する方法は、複合繊維を含まないホスト層、複数の複合繊維を含む繊維層および複合繊維を含まない任意選択のポリマー層を共押出するステップであり、複合繊維が事前形成された繊維である、ステップ、ならびにホスト層および任意選択のポリマー層のうちの少なくとも１つに、複数の複合繊維を包埋するステップを含む。

なお別の実施形態では、赤外線光を反射するための物品の使用であって、物品が、ホスト材料および複数の複合繊維を含む赤外線遮断層を含み、複数の複合繊維における繊維の各々が、コントラスト材料およびマトリックス材料を含み、コントラスト材料が、マトリックス材料中に、赤外線放射に曝露された場合フォトニックバンドギャップが現れるフォトニック結晶を形成する、使用。

上記および他の特徴は、以下の図面および詳細な記載によって例証される。

ここで、例示的な実施形態である図面を参照し、図中、同様の要素は同様に番号付けされる。

赤外線遮断層と相互作用する光の一実施形態を示す図である。 フォトニックバンドギャップファイバーの横断面の一実施形態を示す図である。 ブラッグファイバーの横断面の一実施形態を示す図である。 様々な繊維配向の領域を含む赤外線遮断層の一実施形態を示す図である。 ２つの、外部繊維非含有領域を含む赤外線遮断層の一実施形態を示す図である。 繊維キャップ層を含む赤外線遮断層の一実施形態を示す図である。 ホスト領域、繊維領域およびポリマー領域を含む赤外線遮断層の一実施形態を示す図である。

太陽エネルギーの大部分は、４００〜２，５００ナノメートル（ｎｍ）の可視および近赤外線波長に相当する。プラスチックグレージングを通り、内部空間に進入する太陽放射は、５〜１５マイクロメートルの波長を有する長波熱放射として再放出され得る。プラスチックグレージングは、一般に、可視および近赤外線波長を透過する一方、プラスチックグレージングは長波熱放射を透過せず、熱放射は内部空間から外に向かって放射され得ず、温室効果が生じる。内部空間における熱の発生を低減するためには、プラスチックグレージングを通る太陽エネルギーの量を減少させるべきである。驚くべきことに、ホスト材料および複数の複合繊維を含む赤外線遮断層により、層からの近赤外線反射率の増加につながり得ることが発見された。赤外線遮断層により、同時に、高い可視光透過率を維持しながら、近赤外線波長の光のほとんどを遮断することができる。さらに、赤外線遮断層は、熱赤外線波長（例えば、８〜１２マイクロメートル）を透過することができる。この場合、熱を内部空間から逃すことが可能であり、冷却の増加が可能になる。

赤外線遮断層は、ホスト材料および複数の複合繊維を含む。赤外線遮断層は、長さと幅のある２つの主表面を有し、赤外線遮断層の長さｌおよび幅ｗの一方または両方と高さｈとの間の比は、１０：１よりも大きいかまたは１０：１に等しくてもよい（ｌ：ｈ≧１０：１、ｗ：ｈ≧１０：１）。

赤外線遮断層は、８００〜２，０００ｎｍの波長を有する近赤外線放射の１０％超もしくはちょうど１０％、２５％超もしくはちょうど２５％、５０％超もしくはちょうど５０％、または７５％超もしくはちょうど７５％を反射し得る。物品の所望の使用に応じて、赤外線遮断層は、ＣＩＥ標準光源Ｃを一方向視野で使用し、ＡＳＴＭ Ｄ−１００３−００、手順Ｂを使用し、厚さ３．２ｍｍのサンプルを使用して決定した場合、８０％よりも高い可視光透過率を有し得る。物品の所望の使用に応じて、赤外線遮断層は、ＣＩＥ標準光源Ｃを用いてＡＳＴＭ Ｄ１００３−１１、手順Ａ（ＩＳＯ／ＣＩＥ １０５２６を参照されたい）に従って測定した場合、１０％よりも低いもしくは１０％に等しい、または５％よりも低いもしくは５％に等しい、または１％よりも低いもしくは１％に等しい曇り度を有し得る。

図１は、赤外線遮断層の主表面への赤外線光入射の光線の一実施形態の例示である。図１は、入射光線２の、赤外線遮断層の主表面への接近を例示している。入射光線２の一部は、偏光および入射角度θ_ｉに依存する表面反射光線４として表面で反射される。入射光線２の一部は、主表面の垂直線に対してφ_ｉの屈折角度で屈折光線６としてホスト材料１８に進入する。ホスト材料１８が、例えば、ポリカーボネートを含む場合、ホスト材料１８に進入する入射光線２の相対量は、主表面での光入射の偏光とは無関係に、θ_ｉが９０°に等しい場合の０％から、θ_ｉが表面に対して垂直（０°）である場合の９５％までの範囲であり得る。

屈折光線６は複合繊維２０にぶつかり、繊維反射光線８は主表面に向きを戻し、放出角度θ_ｒで放出光線１０として赤外線遮断層から出ていく。繊維屈折角度γは、φ_ｉ＋α_ｆに等しく、ここで、α_ｆは、主表面に平行である平行線１４に対する中心繊維軸１２の繊維角度である。複合繊維が、その中を入射光線２が進む周囲環境（例えば、大気）よりも高い屈折率でホスト材料１８中に位置決めされると、屈折光線６の角度φ_ｉに関する範囲は、入射角度θ_ｉに関する範囲よりも狭くなる。例えば、ホスト材料１８がポリカーボネートを含む場合、φ_ｉは４０°よりも小さいまたは４０°に等しく、ちょうどθ_ｉが９０°に達したとき、γ＜４０°＋α_ｆとなる。したがって、繊維角度α_ｆが小さいほど、γは小さくなる。例えば、α_ｆの大きさが１０°よりも小さい場合、γは５０°よりも小さくなり得る。

複合繊維は、コントラスト材料およびマトリックス材料を含む。コントラスト材料は、マトリックス材料中に、赤外線放射に曝露された場合フォトニックバンドギャップが現れるフォトニック結晶を形成する。複数の複合繊維は、複数のフォトニックバンドギャップファイバー、複数のブラッグファイバーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。選択される複合繊維の具体的なパラメータは、それらが中心波長の分布をもたらしてそれらが集合的に所望の波長に広がり得るように選択することができる。例えば、複合繊維は、近赤外線にわたる中心波長（例えば、８００ｎｍ、１，０６０ｎｍ、１，５５０ｎｍおよび２，０００ｎｍで）を有するように選択することができる。本明細書において使用される場合、中心波長という用語は、複合繊維によって示される最大のフォトニックバンドギャップの中心における周波数に対応する波長を指す。

複数の複合繊維は、複数のフォトニックバンドギャップファイバーを含み得る。フォトニックバンドギャップファイバー中のコントラスト材料は、ロッドの形態であり得る。ロッドは、フォトニックバンドギャップファイバーの中心軸に平行であり得る。各それぞれの繊維において、ロッドは、コントラスト材料の六角格子、ハニカム格子、方形格子、三角格子またはカゴメ格子を形成し得る。複数のフォトニックバンドギャップファイバーは、複数の六角格子フォトニックバンドギャップファイバー、複数のハニカム格子フォトニックバンドギャップファイバー、複数の方形格子フォトニックバンドギャップファイバー、複数の三角格子フォトニックバンドギャップファイバー、複数のカゴメ格子フォトニックバンドギャップファイバーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。具体的には、複数のフォトニックバンドギャップファイバーは、複数の六角格子フォトニックバンドギャップファイバーを含み得、ここで、ロッドは、それぞれの繊維の横断面に沿って六角格子を形成している。

図２は、ハニカム格子フォトニックバンドギャップファイバー３０の一実施形態の横断面の例示である。ハニカム格子フォトニックバンドギャップファイバー３０は、マトリックス材料３４のハニカム格子中に配置された円形横断面を有する複数のロッド３２を含む。

各ロッドは、個々に、５〜５０マイクロメートルのロッド直径を有し得る。各ロッドは、個々に、それが位置決めされた複合繊維の長さの５％以内、１％以内または０．１％以内であるロッド長さを有し得る。中心軸に垂直なロッドの横断面は、円形、卵形、六角形、五角形、長方形、三角形、不規則形など、または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せであり得る。

複数の複合繊維は、複数のブラッグファイバーを含み得る。ブラッグファイバーは、内部繊維コアの周りに同心円状に位置決めされたコントラスト材料の同心環の１−Ｄフォトニック結晶配置を有する。内部繊維コアは、マトリックス材料を含み得る。複数の複合繊維は、中心ガスチャネルを含まなくてもよい。１−Ｄフォトニック結晶配置は、コントラスト材料およびマトリックス材料の交互環を含み得る。コントラスト材料の同心環の各々は、独立して、環厚ｄおよび平均周期数ｐを有し得、ここで、ｄ／ｐは、１よりも小さい、または０．３よりも小さいもしくは０．３に等しい。本明細書において使用される場合、周期数は、第１のコントラスト環の内半径と後続のコントラスト環の内半径間の差ｐであり、例えば、図３を参照されたい。各環は、独立して、それが位置決めされた複合繊維の長さの５％以内、１％以内または０．１％以内である、複合繊維の中心軸に沿う環長さを有し得る。

図３は、ブラッグファイバー４０の一実施形態の横断面の例示である。ブラッグファイバー４０は、繊維コア４６の周りに位置決めされたコントラスト材料４２の複数の同心環およびマトリックス材料４４の複数の同心環を含む。

複合繊維は、複数の複合繊維ストランドおよび複数の短尺複合繊維のうちの少なくとも１つを含み得る。複数の短尺複合繊維は、２〜１０ｍｍの平均複合繊維長さを有し得る。複数の複合繊維ストランドは、例えば、事前形成された複合繊維ストランドがホスト材料とともに押出される場合、１０ｍｍ超、または１０ｍｍ超から物品の長さまでの平均ストランド長さを有し得る。複数の複合繊維は、クラッディングを含まず５０〜１，０００マイクロメートル、または８０〜１，０００マイクロメートルの平均最短寸法ｍを有し得る。六角形繊維および円柱状繊維の最短寸法の例が、それぞれ図２および図３に例示されている。複数の複合繊維は、同じまたは異なる横断面を有する繊維を含み得る。横断面の例としては、円形、卵形、六角形、五角形、長方形、三角形、不規則形などが挙げられる。

複数の複合繊維は、長いストランドから所望の長さの繊維を切断することによって形成することができる。したがって、複合繊維の端部は、先が細くなっていない、平滑断端であり得る。複合繊維の平滑断端により、端部の先が細くなっている繊維を含む赤外線遮断層と比較して、赤外線遮断層による可視光の散乱の減少につながり得る。

複数の複合繊維のすべてまたは一部は、それぞれの複合繊維の外面に位置決めされた繊維クラッディングを含み得る。例えば、複数の複合繊維の０〜１００％、または８０〜１００％が繊維クラッディングを含み得る。繊維クラッディングにより、複合繊維のホスト材料との混和性が改善され得る。繊維クラッディングは、繊維形成の間または後に添加することができる。繊維クラッディングは、０．１〜３ｍｍの厚さを有し得る。厚さｎを有する繊維クラッディング２８を含む繊維の例が、図２および図３に例示されている。

マトリックス材料、コントラスト材料、任意選択の繊維クラッディングおよびホスト材料は、赤外線遮断層が、８００〜２，０００ｎｍの波長を有する近赤外線放射の１０％超もしくはちょうど１０％、２５％超もしくはちょうど２５％、５０％超もしくはちょうど５０％、または７５％超もしくはちょうど７５％を反射し得るように選択することができる。

コントラスト材料はコントラスト材料屈折率ｎ_ｏを有し、マトリックス材料はマトリックス材料屈折率ｎ_ｍを有し、コントラスト材料屈折率はマトリックス材料屈折率よりも大きくてもよい。例えば、コントラスト材料屈折率は、マトリックス材料屈折率よりも大きい、またはマトリックス材料屈折率の１．２倍超もしくはちょうど１．２倍、または２倍超もしくはちょうど２倍、または１．２〜５倍であり得る（ｎ_ｏ≧１．２ｎ_ｍ）。逆に、コントラスト材料屈折率は、マトリックス材料屈折率よりも小さくてもよい。コントラスト材料屈折率は、マトリックス材料屈折率の２５％以内、または１％以内であり得る。ホスト材料はホスト屈折率ｎ_ｈを有し、マトリックス材料屈折率は、ホスト屈折率の１０％以内、または５％以内、または１％以内であり得る。存在する場合、繊維クラッディングのクラッディング材料のクラッディング屈折率ｎ_ｌは、マトリックス材料屈折率の１０％以内、または５％以内、または１％以内であり得る。本明細書において使用される場合、屈折率の値は可視波長範囲内である。

コントラスト材料は、フルオロポリマーを含み得る。フルオロポリマーは、フッ素化ポリプロピレンを含み得る。フルオロポリマーは、ポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン、ポリパーフルオロ（メチルビニル）エーテル、ポリパーフルオロ（アルキルビニル）エーテル（例えば、ポリパーフルオロ（プロピルビニル）エーテル）、ポリフッ化ビニル、パーフルオロエラストマー、ポリ（クロロトリフルオロエチレンビニリデンフルオリド）、パーフルオロポリエーテル、ポリ（パーフルオロスルホン酸）、パーフルオロポリオキセタンまたは前述のもののうちの１つ以上を含む組合せを含み得る。フルオロポリマーは、ポリフッ化ビニリデンを含み得る。

コントラスト材料は、カルコゲナイドガラスなどのガラスを含み得る。コントラスト材料およびマトリックス材料の一方または両方は、ガラスを含み得る。複合繊維中のガラスの存在により、物品の加工の間の、繊維格子またはフォトニック結晶へのより少ない物理的損傷につながり得る。格子パラメータまたはフォトニック結晶における制御されない変化は散乱の増加につながり得るため、この物理的損傷の減少は、物品の改善につながり得る。

コントラスト材料は、周囲温度の上昇につれて近赤外線光の反射の増加が生じるように、熱屈折材料を含み得る。この場合、温度が低下するにつれて、フォトニックバンドギャップシフトは可視光波長から離れてより長い波長になり得、物品が、可視波長に近い近赤外線波長においてより多くのエネルギーを伝達することが可能になる。そのような熱屈折材料は、赤外線遮断層が、より寒冷な気候においてより多くの太陽エネルギーを伝達することを可能にし、車両へのヒーターの搭載の減少、および乗員の快適さの増加につながる。太陽エネルギーの伝達の増加は、特に、寒冷な気候において客室を加熱するのに十分な排熱（推進機からの）のない電気自動車において有用である。温度調節赤外線反射は、可視光透過率に影響を与えることなく達成することができる。熱屈折材料は、例えば、３０〜７０℃の温度範囲にわたって所望のシフトを示すものなどの液晶を含み得る。

熱屈折材料を含む複合繊維は、まず長繊維を形成し、長繊維を複数の短繊維に切断し、繊維に熱屈折材料を注入して複数の複合繊維を形成することによって形成することができる。熱屈折材料を含む複合繊維は、予備成形物中、中空管に熱屈折材料を注入し、熱により長繊維を引き、長繊維を切断して複数の複合繊維を形成することによって形成することができる。複合繊維を形成するいずれの方法においても、切断後、平滑断端をシーリングすることができる。

コントラスト材料は、大気などの気体を含み得る。コントラスト材料は、ポリ（ビニリデンフルオリド）などのフルオロポリマーを含み得、マトリックス材料はポリカーボネートを含み得る。

マトリックス材料は、熱可塑性ポリマーまたはガラスを含み得る。ホスト材料は、熱可塑性ポリマーを含み得る。繊維クラッディングは、熱可塑性ポリマーを含み得る。マトリックス材料、ホスト材料および繊維クラッディングは、存在する場合、同じ熱可塑性ポリマーを含んでもよく、異なる熱可塑性ポリマーを含んでもよい。

熱可塑性ポリマーは、ポリカーボネート（例えば、ビスフェノールＡポリカーボネート）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ポリアセタール、ポリアクリル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリアセタール、ポリ無水物、ポリビニルアルコール、ポリビニルケトン、ポリビニルハライド、ポリビニルニトリル、ポリビニルエステル、ポリスルホネート、ポリスルフィド、ポリチオエステル、ポリ尿素、ポリホスファゼン、ポリシラザン、ポリビニルブチラールまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。熱可塑性ポリマーは、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。熱可塑性ポリマーは、ポリカーボネートを含み得る。

具体例において、ホスト材料は、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。繊維クラッディングは、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ポリマーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。ホスト材料および繊維クラッディングの一方または両方は、ポリカーボネート−ＡＢＳコポリマーを含み得る。ホスト材料および繊維クラッディングの一方または両方は、ポリカーボネート−ポリ（ブチレンテレフタレート）コポリマーを含み得る。繊維クラッディングはクラッディングポリマーを含み得、ホスト材料はホストポリマーを含み得、クラッディングポリマーおよびホストポリマーは同じであってもよい。ホスト材料はホストポリマーを含み得、マトリックス材料はマトリックスポリマーを含み得、ホストポリマーおよびマトリックスポリマーは同じであってもよい。

複数の複合繊維はブラッグファイバーを含み、内部繊維コアおよびホスト材料は、各々独立して、ポリカーボネートなどの熱可塑性ポリマーを含み、コントラスト材料の環は、フッ素化ポリマー、具体的にはポリフッ化ビニリデンを含み得る。

複数の複合繊維は、赤外線遮断層全体にわたってランダムな配向であってもよい。複数の複合繊維は、赤外線遮断層の主表面に対して、ランダムでない配向であってもよい。例えば、複数の複合繊維は、主表面に対して０〜１０°、または０〜２０°の、キャップ層における複数の複合繊維の平均繊維角度α_ｆを有し得る。本明細書において使用される場合、繊維角度は、例えば、図１に例示されるように、主表面のうちの１つに対する中心繊維軸の相対角度を基準に決定される。

赤外線遮断層は、複合繊維の相対平均角度が変化する領域を含み得る。例えば、物品は、主表面のうちの少なくとも１つに隣接する皮膚領域、皮膚領域に隣接し、かつ皮膚領域と任意選択のコア領域との間にあるシェル領域を含み得る。図４は、赤外線遮断層が、皮膚領域５０、シェル領域５２、コア領域５４および繊維非含有領域６２を含み得ることを例示している。図５は、赤外線遮断層が、皮膚領域５０およびシェル領域５２を含み得ることを例示している。本明細書において平均皮膚角度α_ｋと呼ばれる、皮膚領域における平均繊維角度は、主表面に対して０〜２０°、または０〜１０°であり得る。本明細書において平均シェル角度α_ｈと呼ばれる、シェル領域における平均繊維角度は、主表面に対して１０〜４０°、または２０〜３０°であり得る。本明細書において、平均コア角度α_ｃと呼ばれる、コア領域における平均繊維角度は、主表面に対して３０〜９０°、または４０〜９０°であり得る。平均コア角度は、平均シェル角度よりも大きくてもよい。平均シェル角度は、平均皮膚角度よりも大きくてもよい。

赤外線遮断層は、繊維非含有領域を含み得る。繊維非含有領域は、別個の繊維非含有層であり得る。繊維非含有領域は、繊維領域の主表面の一方または両方に位置決めされ得る。本明細書において使用される場合、繊維領域は、複合繊維を含む赤外線遮断層の部分を指す。例えば、図５は、内部繊維領域の主表面に位置決めされた繊維非含有領域６２を例示しており、図６は、繊維非含有領域６２および繊維領域の一例である繊維キャップ層６０を含む赤外線遮断層を例示している。第２の繊維キャップ層は、図６の赤外線遮断層の他方の主表面に位置決めされ得ることに留意されたい。さらに、繊維キャップ層は、繊維非含有領域とは別個の層であり得る。繊維キャップ層中の複数の複合繊維は、主表面に対して０〜２０°、または０〜１０°の平均皮膚角度α_ｋを有し得る。図６の赤外線遮断層により、複合繊維が存在した場合、それらは繊維キャップ層におけるよりも大きい平均角度を有し得、選択された複合繊維が可視光を散乱し、それが赤外線遮断層に屈折したであろう場合の、曇り形成の低減につながり得る。

繊維非含有領域は、平面化層、紫外線吸収層、耐磨耗層または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。面粗度は、突き出ている繊維の平滑断端に起因して赤外線遮断層の主表面で生じ得、複合繊維がガラスを含む場合、粗であり得る。したがって、露出した繊維端部を被覆することによって、赤外線遮断層の均質性を改善するため、およびその面粗度を減少させるために、平面化層を追加することができる。平面化層は、ＡＳＭＥ Ｂ４６．１またはＩＳＯ ４２８７に従って決定した場合、５マイクロメートルよりも小さいまたは５マイクロメートルに等しい面粗度Ｒａを有し得る。平面化層は、ポリカーボネートなどの熱可塑性ポリマーを含み得る。逆に、赤外線遮断層の面粗度は、例えば、研磨ステップによって減少させることができる。

紫外線吸収層は、シリコーン、ポリウレタン、アクリル、ポリエステル、エポキシまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。紫外線吸収層は、紫外線（ＵＶ）吸収性分子、例えば、４，６−ジベンゾイルレゾルシノール（ＤＢＲ）、ヒドロキシフェニルトリアジン、ヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール、ヒドロキシフェニルトリアジン、ポリアロイルレゾルシノール、２−（３−トリエトキシシリルプロピル）−４，６−ジベンゾイルレゾルシノール）（ＳＤＢＲ）、シアノアクリレートまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。ＵＶ吸収体の例は、ＴＩＮＵＶＩＮ（商標）３２９、ＴＩＮＵＶＩＮ（商標）２３４、ＴＩＮＵＶＩＮ（商標）３５０、ＴＩＮＵＶＩＮ（商標）３６０またはＵＶＩＮＯＬ（商標）３０３０である。

紫外線吸収層は、金属酸化物（例えば、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３）、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄（例えば、Ｆｅ_２Ｏ_３）など、または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。

紫外線吸収層は、１つの均質層を含んでもよく、またはプライマー層およびトップコート層などの複数の副層を含んでもよい。プライマー層により、赤外線遮断層へのトップコートの接着が補助され得る。プライマー層は、例えば、アクリル、ポリエステル、エポキシまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。トップコート層は、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン（例えば、シリコーンハードコート）、ポリビニルフルオリド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリアクリレート（例えば、ポリメタクリレート）または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。

様々な添加剤、例えば、中でも、着色剤（毛髪用染料）、レオロジー制御剤、離型剤、酸化防止剤およびＩＲ吸収または反射顔料を、紫外線吸収層、例えば、プライマーおよびトップコートのいずれかまたは両方に添加することができる。添加剤の種類および各添加剤の量は、窓としての使用のための仕様および要件に合致する赤外線遮断層に必要とされる性能によって決定される。

耐磨耗層は、有機コーティングおよび無機コーティングの一方または両方を含み得る。耐磨耗層は、ＳｉＯ_ｘＣ_ｙＨ_ｚを含み得る。有機コーティングは、ウレタン、エポキシド、アクリレート（例えば、シリコーン系アクリレート）または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。無機コーティングは、シリコーン、酸化アルミニウム、フッ化バリウム、窒化ホウ素、酸化ハフニウム、フッ化ランタン、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化スカンジウム、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、オキシ炭化ケイ素、炭化ケイ素、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化イットリウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコニウム、ガラスまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。

耐磨耗層は、真空支援堆積法において用いられるものなどの、反応性試薬からの堆積によって、および基材にゾルゲルコーティングを適用するのに使用されるものなどの大気圧コーティング法によって適用することができる。真空支援堆積法の例としては、プラズマ強化化学蒸着、イオン支援プラズマ堆積、マグネトロンスパッタリング、電子ビーム蒸着およびイオンビームスパッタリングが挙げられる。耐磨耗層は、真空堆積技術、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、膨張熱プラズマＰＥＣＶＤ、プラズマ重合、光化学蒸着、イオンビーム蒸着、イオンめっき堆積、カソードアーク堆積、スパッタリング、蒸着、中空カソード活性化堆積、マグネトロン活性化堆積、活性化反応性蒸着、熱化学蒸着またはゾルゲルコーティング法によって適用することができる。大気圧コーティング法の例としては、ＰＥＣＶＤ、カーテンコーティング、スプレーコーティング、スピンコーディング、ディップコーティングおよびフローコーティング、ならびに前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せが挙げられる。耐磨耗層は、任意の技術または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを介して適用することができる。

膨張熱プラズマ反応器を含む、耐磨耗層を堆積するのに使用される特定の種類のＰＥＣＶＤ法が好ましい。膨張熱プラズマＰＥＣＶＤ法において、プラズマは、不活性ガス環境において、対応するアノードプレートにアークを発するカソードに直流（ＤＣ）電圧を印加することにより生成される。カソード付近の圧力は、典型的には、２０ｋＰａよりも高く、例えば、大気圧に近く、一方、アノード付近の圧力は、プラズマ処理チャンバー中で確立された、２〜１４パスカル（Ｐａ）の処理圧力に近似する。大気に近い熱プラズマは、次いで、超音速でプラズマ処理チャンバー中に膨張する。

膨張熱プラズマＰＥＣＶＤ法のための反応性試薬は、例えば、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、ビニル−Ｄ４または別の揮発性オルガノシリコン化合物を含み得る。オルガノシリコン化合物は、アークプラズマ堆積装置において、典型的には、酸素およびアルゴンなどの不活性キャリアガスの存在下で、酸化し、分解し、重合されて耐磨耗層が形成される。

紫外線吸収層および耐磨耗層の両方が存在する場合、紫外線吸収層は、赤外線遮断層と耐磨耗層との間に位置決めすることができる。

物品中の層の１つ以上は、光学的、化学的および／または物理的特性を変更するための添加剤を含み得る。いくつかの可能な添加剤としては、例えば、離型剤、紫外線光吸収体、平坦化剤、結合剤、安定剤（例えば、熱安定剤など）、潤滑剤、可塑剤、レオロジー制御添加剤、染料、顔料、着色剤、分散剤、帯電防止剤、発泡剤、難燃剤、耐衝撃性改良剤、中でも、例えば、透明フィラー（例えば、シリカ、酸化アルミニウムなど）が挙げられる。上記の添加剤は、単独でまたは１つ以上の添加剤との組合せで使用することができる。

赤外線遮断層は、酸化インジウムスズ、酸化スズアンチモン、フッ素酸化スズ、酸化タングステンなどの赤外線遮断粒子、または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せをさらに含み得る。

赤外線遮断層は、ホスト材料および複数の複合繊維を混合して混合物を形成し、混合物から赤外線遮断層を形成することによって形成することができる。赤外線遮断層は、ホストポリマー前駆体（例えば、モノマー、オリゴマーおよび架橋性ポリマーのうちの１つ以上を含む）、および複数の複合繊維を混合して混合物を形成し、ホストポリマー前駆体を反応させて赤外線遮断層を形成することによって形成することができる。形成は、射出成形、押出、フィルムインサート成形、インモールドコーティング、積層または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。

方法は、ホスト材料を溶融して溶融ホスト材料を形成するステップを含み得る。溶融は、混合の前または後に起こり得る。例えば、複数の複合繊維が繊維クラッディングを含む場合、混合は、複数の複合繊維を溶融ホスト材料と混合することを含む。繊維クラッディングは、混合および形成の間に、部分的にのみ溶融し得る。繊維クラッディングの部分的溶融により、ホスト材料への繊維の混合が促進され得、複合繊維内のフォトニック結晶の完全性の維持が補助され得、同数の複合繊維を含み、繊維クラッディングを含まない同じ赤外線層と比較して、面粗度の減少につながり得る。繊維クラッディングの部分的溶融は、例えば、物品を形成する直前に、既に溶融したホスト材料に繊維クラッド複合繊維を添加することによって達成することができる。

形成は、別個の繊維非含有層などの繊維非含有領域に混合物を射出成形することを含み得、または複合繊維を含まない層は、例えば、複合繊維を含まない層を繊維保有層上にバック成形することによって、繊維保有層上に形成することができる。別個の層の添加は、ＦＩＭ、インモールドコーティング、バック成形、共押出などの異なる方法を使用することによって実施することができる。

赤外線遮断層は、混合物を押出して、任意選択で、繊維非含有組成物と共押出して、多層物品を形成することによって形成することができる。押出に続いて、多層物品を、例えば、ロールミルまたはロールスタックにおいて積層することができる。押出は、単または二軸押出機において押出することを含み得る。押出は、ホスト材料にマスターバッチとして複合繊維を添加すること、および混合物を押出して赤外線遮断層を形成することを含み得る。

赤外線遮断層は、ホスト層および繊維層を含む積層スタックを形成することによって、形成することができる。例えば、複数の複合繊維を含む繊維層を、複合繊維を含まないホスト材料を含むホスト層上に配置して積層スタックを形成することができ、ポリマー層を、任意選択で、繊維層のホスト層と反対の側に形成または接着することができる。複合繊維は、複数の複合繊維ストランドおよび複数の短尺複合繊維のうちの少なくとも１つを含み得る。配置の間、ホスト層および複合繊維の一方または両方を、例えば、ホスト材料のガラス転移温度よりも高いかまたはこれに等しい温度に加熱することができる。例えば、赤外線放射を使用して、ホスト層を選択的に加熱して、ホスト層の繊維配置側を加熱することができる。配置の間の温度上昇により、繊維層中の繊維のホスト層への接着を有利に促進することができる。配置の間の温度上昇により、ホスト材料に部分的または完全に包埋された繊維を得ることができる。配置後、ホスト層および繊維層を加熱して、ホスト材料に繊維を部分的または完全に包埋することができる。加熱は、例えばオーブン中で繊維スタックを加熱すること、または例えば、繊維層表面に向けられた赤外線放射を使用して繊維層表面を選択的に加熱することを含み得る。

ポリマー層は、例えば、ポリマー層を積層スタックに積層することによって、フィルムインサート成形によって（すなわち、積層スタックを含む型に溶融ポリマーをバックフィリングすることによって）、またはポリマー層を積層スタック上に反応射出成形することによって、積層スタックの繊維層の上部に追加することができる。積層は、ポリマー層を積層スタック上に積み重ねること、ならびに熱および圧力の一方または両方を適用して、複合繊維がホスト層およびポリマー層の少なくとも１つ由来の材料中に包埋されるようにすることを含み得る。得られた赤外線遮断層は、混入した気泡を含まない場合がある。ポリマー層は、ホスト材料と同じまたは異なる材料、例えば、ポリカーボネートを含み得る。ポリマー層は、赤外線遮断層の形成前に、複合繊維を含まなくてもよい。

赤外線遮断層は、多層共押出法によって形成することができる。例えば、複合繊維を含まないホスト層、事前形成された複合繊維を含む繊維層および複合繊維を含まない任意選択のポリマー層を共押出して赤外線遮断層を形成することができる。本明細書において使用される場合、「事前形成された複合繊維」という用語は、共押出の前に形成されており、ホスト材料との共押出の間にそれらの複合繊維構造を形成するためにそれ自体押出されていない複合繊維を指す。共押出は、共押出の間に複合繊維がホスト層および任意選択のポリマー層の一方または両方に部分的または完全に包埋されるように、ホスト材料のガラス転移温度を超える温度であってもよい。共押出は、圧力を適用することを含み得る。同様に、ホスト材料に部分的または完全に複合繊維を包埋するために、例えば、赤外線放射を使用して、形成の間または後にホスト層の繊維側（すなわち、ホスト層の押出複合繊維を含む側）を加熱することができる。熱および圧力の一方または両方を、共押出の間または後に適用することができる。複合繊維は、複数の複合繊維ストランドおよび複数の短尺複合繊維のうちの少なくとも１つを含み得る。ポリマー層は、ホスト材料と同じまたは異なる材料、例えば、ポリカーボネートを含み得る。ポリマー層がホスト材料および複数の事前形成された複合繊維と共押出されない場合、例えば、ポリマー層を押出成形物に積層することによって、フィルムインサート成形によって（すなわち、押出成形物を含む型に溶融ポリマーをバックフィリングすることによって）、またはポリマー層を押出成形物上に反応射出成形することによって、押出成形物の上部にポリマー層を追加することができる。

図７は、例えば、積層スタックから、または共押出によって形成された赤外線遮断層の一実施形態の例示である。図７は、赤外線遮断層がホスト領域７２、複合繊維２０を含む繊維領域７４および任意選択のポリマー領域７６を含み得ることを例示している。領域間の境界は、繊維が特定の領域の上および下に位置決めされないようにはっきり区別することができる。例えば、繊維領域７４は、最高高さおよび最低高さによってそれぞれ定義される上側および下側境界を有し得、ここに複合繊維が位置決めされ、ホスト領域７２および任意選択のポリマー領域７６の一方または両方は、複合繊維２０を含まない場合がある。複合繊維２０は、ホスト領域７２および存在する場合ポリマー領域７６の一方または両方に由来する高分子材料中に包埋することができる。図７は、物品の長さよりも短い長さを有する複合繊維２０を例示しているが、複合繊維２０の長さは、物品の長さにわたり得ることに留意されたい。

物品は、レンズまたは窓であり得る。窓は、車両用の窓（例えば、道路車両、鉄道車両、航空機または水上車両の窓）または建築用の窓（例えば、オフィスビル、学校、店舗、温室、住居ビルなどの窓）であり得る。物品は、例えば、車両における使用のためのヘッドライトまたはテールライトのレンズなどの照明構造であり得る。車両は、自動車、トラック、ボート、列車、バス、航空機などであり得る。物品は、グレージングであり得る。物品は、透明であってもよく、半透明であってもよく、不透明であってもよい。物品が不透明である場合、物品は、自動車の外装部（例えば、ムーンルーフ周りの嵌め具または装飾）であり得、または建築用の屋根瓦であり得る。物品は、赤外線遮断層であり得る。

赤外線遮断層を含む上記の物品およびこれを作製する方法を、以下の実施形態においてさらに記載する。

実施形態１：ホスト材料および複数の複合繊維を含む赤外線遮断層を含む物品であって、複数の複合繊維の複合繊維の各々が、コントラスト材料およびマトリックス材料を含み、コントラスト材料が、マトリックス材料中に、赤外線放射に曝露された場合フォトニックバンドギャップが現れるフォトニック結晶を形成する、物品。

実施形態２：実施形態１の物品であって、複数の複合繊維が複数のフォトニックバンドギャップファイバーを含み、フォトニックバンドギャップファイバー中のコントラスト材料が、コントラスト材料の六角格子、ハニカム格子、方形格子、三角格子、カゴメ格子または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを形成するロッドである、物品。

実施形態３：実施形態２の物品であって、各ロッドが個々に、５〜５０マイクロメートルのロッド直径、およびそれが位置決めされている複合繊維の長さの５％以内であるロッド長さを有する、物品。

実施形態４：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、複数の複合繊維が、内部繊維コアの周りに同心円状に位置決めされたコントラスト材料の同心環の１−Ｄフォトニック結晶配置を有する複数のブラッグファイバーを含む、物品。

実施形態５：実施形態４の物品であって、コントラスト材料の同心環の各々が、環厚ｄおよび平均周期数ｐを有し、ｄ／ｐが０．３よりも小さいまたは０．３に等しい、物品。

実施形態６：実施形態４〜５のいずれかの物品であって、内部繊維コアおよびホスト材料が、各々個々に、ポリカーボネートを含み、コントラスト材料の環が、フッ素化ポリマー、具体的にはポリフッ化ビニリデンを含む、物品。

実施形態７：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、コントラスト材料がコントラスト材料屈折率ｎ_ｏを有し、マトリックス材料がマトリックス材料屈折率ｎ_ｍを有し、ｎ_ｏ≧１．２ｎ_ｍである、物品。

実施形態８：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、ホスト材料がホスト屈折率ｎ_ｈを有し、マトリックス材料がマトリックス材料屈折率ｎ_ｍを有し、ｎ_ｍがｎ_ｈの１０％以内である、物品。

実施形態９：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、複数の複合繊維が、２〜１０ｍｍの平均複合繊維長さを有する、物品。

実施形態１０：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、複数の複合繊維が、クラッディングを含まず５０〜１，０００マイクロメートルの平均最短寸法を有する、物品。

実施形態１１：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、複数の複合繊維が複合繊維の外面に位置決めされた繊維クラッディングを含む、物品。

実施形態１２：実施形態１１の物品であって、繊維クラッディングが、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ポリマーなどの熱可塑性ポリマーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含む、物品。

実施形態１３：実施形態１１〜１２のいずれか１つの物品であって、繊維クラッディングがクラッディングポリマーを含み、ホスト材料がホストポリマーを含み、クラッディングポリマーおよびホストポリマーが同じである、物品。

実施形態１４：実施形態１１〜１３のいずれか１つの物品であって、マトリックス材料がマトリックス屈折率ｎ_ｍを有し、繊維クラッディングがクラッディング屈折率ｎ_ｌを有し、ｎ_ｌがｎ_ｍの１０％以内である、物品。

実施形態１５：実施形態１１〜１４のいずれか１つの物品であって、繊維クラッディングが０．１〜３ｍｍの厚さを有する、物品。

実施形態１６：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、ホスト材料が、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ポリマーなどの熱可塑性ポリマーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含む、物品。

実施形態１７：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、コントラスト材料が、カルコゲナイドガラスなどのガラスまたはフルオロポリマーを含む、物品。

実施形態１８：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、コントラスト材料が熱屈折材料を含む、物品。

実施形態１９：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、マトリックス材料がガラスを含む、物品。

実施形態２０：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、マトリックス材料が、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマーなどの熱可塑性ポリマーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含む、物品。

実施形態２１：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、マトリックス材料、ホスト材料および任意選択のクラッディング材料が、同じである、物品。

実施形態２２：実施形態２１の物品であって、マトリックス材料、ホスト材料および任意選択のクラッディング材料が、ポリカーボネートを含む、物品。

実施形態２３：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、赤外線遮断層が、長さと幅のある２つの主表面を有し、赤外線遮断層の長さｌおよび幅ｗの一方または両方と高さｈとの間の比が、１０：１よりも大きいかまたは１０：１に等しい（ｌ：ｈ≧１０：１、ｗ：ｈ≧１０：１）、物品。

実施形態２４：実施形態２３の物品であって、主表面のうちの少なくとも１つに隣接し、複数の複合繊維を含むキャップ層をさらに含み、キャップ層中の複数の複合繊維が、主表面に対して０〜２０°の平均皮膚角度α_ｋを有する、物品。

実施形態２５：実施形態２３の物品であって、主表面のうちの少なくとも１つに隣接した皮膚領域、皮膚領域に隣接し、かつ皮膚領域と任意選択のコア領域間にあるシェル領域を含み、皮膚領域中の複数の複合繊維の平均皮膚角度α_ｋが、主表面に対して０〜２０°であり、シェル領域中の複数の複合繊維の平均シェル角度α_ｈが、主表面に対して１０〜４０°であり、任意選択のコア領域中の複数の複合繊維の平均コア角度α_ｃが、主表面に対して３０〜９０°である、物品。

実施形態２６：実施形態２３〜２５のいずれか１つの物品であって、主表面のうちの少なくとも１つが、ＡＳＭＥ Ｂ４６．１またはＩＳＯ ４２８７に従って決定して、５マイクロメートルよりも小さいまたは５マイクロメートルに等しい粗度Ｒａを有する、物品。

実施形態２７：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、赤外線遮断層の表面に位置決めされた、繊維非含有領域をさらに含む、物品。

実施形態２８：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、赤外線遮断層の表面に位置決めされた平面化層をさらに含む、物品。

実施形態２９：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、赤外線遮断層が、８００〜２，０００ｎｍの波長を有する近赤外線放射の１０％超もしくはちょうど１０％、または２５％超もしくはちょうど２５％を反射する、物品。

実施形態３０：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、赤外線遮断層が、ＣＩＥ標準光源Ｃを一方向視野で使用し、ＡＳＴＭ Ｄ１００３−００、手順Ｂを使用し、厚さ３．２ｍｍのサンプルを使用して決定した場合、８０％よりも高い可視光透過率を有する、物品。

実施形態３１：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、赤外線遮断層が、ＣＩＥ標準光源Ｃを用いて、ＡＳＴＭ Ｄ１００３−１１、手順Ａに従って測定した場合、１０％よりも低いまたは１０％に等しい曇り度を有する、物品。

実施形態３２：先行する実施形態のいずれか１つの物品であって、窓または照明用レンズである、物品。

実施形態３３：先行する実施形態のいずれか１つの物品を作製する方法であって、１）ホスト材料および複数の複合繊維を混合して混合物を形成するステップ、ならびに混合物から赤外線遮断層を形成するステップをみ、物品が赤外線遮断層を含む；または２）ホストポリマー前駆体および複数の複合繊維を混合して混合物を形成するステップ、ならびにホストポリマー前駆体を反応させて赤外線遮断層を形成するステップを含み、物品が赤外線遮断層を含む、方法。

実施形態３４：実施形態３３の方法であって、形成するステップが、射出成形、押出、フィルムインサート成形、インモールドコーティングまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含む、方法。

実施形態３５：実施形態３３〜３４のいずれか１つの方法であって、ホスト材料を溶融して溶融ホスト材料を形成するステップをさらに含み、混合するステップが、複数の複合繊維を溶融ホスト材料と混合することを含み、複数の複合繊維が繊維クラッディングを含み、方法が、混合するステップおよび形成するステップの間に、繊維クラッディングを部分的にのみ溶融するステップを含む、方法。

実施形態３６：実施形態３３〜３５のいずれか１つの方法であって、形成するステップが、混合物を、複数の複合繊維を含まない基材上に射出成形することを含む、方法。

実施形態３７：実施形態３３〜３５のいずれか１つの方法であって、形成するステップが、繊維非含有領域を赤外線遮断層上にバック成形することを含む、方法。

実施形態３８：実施形態３３〜３５のいずれか１つの方法であって、形成するステップが、混合物を、繊維非含有組成物と共押出することを含む、方法。

実施形態３９：実施形態１〜３２のいずれか１つの物品を作製する方法であって、複数の複合繊維を含まないホスト層、複数の複合繊維を含む繊維層および複数の複合繊維を含まない任意選択のポリマー層を含む積層スタックを形成するステップ、ならびにホスト層および任意選択のポリマー層のうちの少なくとも１つに、複数の複合繊維を少なくとも部分的に包埋するステップを含む、方法。包埋するステップは、熱、赤外線放射および圧力のうちの少なくとも１つを適用することを含み得る。

実施形態４０：実施形態３９の方法であって、少なくとも部分的に包埋するステップが、複数の複合繊維をホスト層に少なくとも部分的に包埋して積層スタックを形成すること、および次いで、ホスト層と反対の繊維層の繊維側にポリマー層を形成することを含む、方法。

実施形態４１：実施形態４０の方法であって、形成するステップが、積層、フィルムインサート成形または反応射出成形を含む、方法。

実施形態４２：実施形態３９〜４１のいずれか１つの方法であって、少なくとも部分的に包埋するステップが、例えば、赤外線放射を介して、積層スタックの繊維層表面を選択的に加熱することを含む、方法。選択的に加熱することは、任意選択のポリマー層の形成の前に起こり得る。

実施形態４３：請求項１〜３２のいずれか１項に記載の物品を作製する方法であって、複合繊維を含まないホスト層、複数の複合繊維を含む繊維層および複合繊維を含まない任意選択のポリマー層を共押出するステップであり、複合繊維が事前形成された繊維である、ステップ、ならびにホスト層および任意選択のポリマー層のうちの少なくとも１つに、複数の複合繊維を包埋するステップを含む、方法。包埋するステップは、熱、赤外線放射および圧力のうちの少なくとも１つを適用することを含み得る。

実施形態４４：実施形態４３の方法であって、共押出するステップが、ポリマー層を共押出することを含む、方法。

実施形態４５：実施形態４３の方法であって、共押出するステップが、ホスト層および繊維層を共押出して押出成形物を形成すること、ならびに例えば、積層、フィルムインサート成形または反応射出成形によって、押出成形物の上部にポリマー層を形成することを含む、方法。

実施形態４６：実施形態３９〜４５のいずれか１つの方法であって、複合繊維が、１０ｍｍ超、または１０ｍｍ超から物品の長さまでの平均ストランド長さを有する複数の複合繊維ストランドを含む、方法。

実施形態４７：赤外線光を反射するための物品の使用であって、物品が、ホスト材料および複数の複合繊維を含む赤外線遮断層、例えば、先行する実施形態のいずれか１つの赤外線遮断層を含み、複数の複合繊維における繊維の各々が、コントラスト材料およびマトリックス材料を含み、コントラスト材料が、マトリックス材料中に、赤外線放射に曝露された場合フォトニックバンドギャップが現れるフォトニック結晶を形成する、使用。

組成物、方法および物品は、本明細書に開示される任意の適切な材料、ステップまたは構成成分を、代替的に含み、これらからなり、またはこれらから実質的になり得る。組成物、方法および物品は、追加的にまたは代替的に、そうでなければ組成物、方法および物品の機能または目的の達成のために必要ではない任意の材料（または種）、ステップまたは構成成分を欠く、または実質的に含まないように組み立てることができる。

「１つの（ａ）」および「１つの（ａｎ）」という用語は、量への限定を示さず、むしろ参照された項目のうちの少なくとも１つの存在を示す。「または」という用語は、文脈によって他に明白に示されない限り、「および／または」を意味する。本明細書全体を通して「一実施形態」、「別の実施形態」、「一部の実施形態」などへの参照は、実施形態と関連して記載された特定の要素（例えば、特徴、構造、ステップまたは特質）が、本明細書に記載される少なくとも１つの実施形態に含まれ、他の実施形態においては存在してもしなくてもよいことを意味する。加えて、記載された要素が、様々な実施形態において任意の適切な方法で合わされてもよいことが理解されることになる。「任意選択の」または「任意選択で」は、続いて記載される事象または状況が、生じても生じなくてもよいこと、ならびに記載が、事象が生じる例および事象が生じない例を含むことを意味する。「±１０％」という表記は、示された測定値が、述べられた値のマイナス１０％である量からプラス１０％である量までであり得ることを意味する。「組合せ」という用語は、ブレンド、混合物、合金、反応生成物などを包括する。

本明細書において逆のことが示されていない限り、すべての試験標準は、本出願の出願日または優先権が主張されている場合、その試験標準が最初に出現する優先権出願の出願日の時点で有効な最近の標準である。

同じ構成成分または特性を対象とするすべての範囲の端点は、端点を含み、独立して組合せ可能であり、すべての中間点を含む。例えば、「最大２５ｗｔ％、より具体的には５〜２０ｗｔ％」の範囲は、端点および「５〜２５ｗｔ％」の範囲のすべての中間値、例えば、１０〜２３ｗｔ％などを含む。

他に定義されない限り、本明細書で使用される科学技術用語は、本発明が属する分野の当業者に通常理解されるのと同じ意味を有する。

すべての引用される特許、特許出願および他の参考文献は、それらの全体を本願に引用して援用する。しかし、本出願の用語が、援用される参考文献における用語と反するまたは矛盾する場合、本出願からの用語が、援用される参考文献からの矛盾する用語よりも優先される。

特定の実施形態を記載しているが、現時点では予期されないまたは予期されない場合のある代替物、変形、変種、改善および実質的な等価物が、出願人らまたは他の当業者に想起され得る。したがって、出願される通りおよび補正され得る通りの添付の特許請求の範囲は、すべてのそのような代替物、変形、変種、改善および実質的な等価物を包含することが意図される。

Claims (20)

1. ホスト材料および複数の複合繊維を含む赤外線遮断層を含む物品であって、
   前記複数の複合繊維の前記複合繊維の各々が、コントラスト材料およびマトリックス材料を含み、前記コントラスト材料が、前記マトリックス材料中に、赤外線放射に曝露された場合フォトニックバンドギャップが現れるフォトニック結晶を形成することを特徴とする、物品。
2. 請求項１に記載の物品であって、前記複数の複合繊維が複数のフォトニックバンドギャップファイバーを含み、前記フォトニックバンドギャップファイバー中の前記コントラスト材料が、前記コントラスト材料の六角格子、ハニカム格子、方形格子、三角格子、カゴメ格子または前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを形成するロッドであることを特徴とする、物品。
3. 請求項２に記載の物品であって、各ロッドが個々に、５〜５０マイクロメートルのロッド直径、およびそれが位置決めされている前記複合繊維の長さの５％以内であるロッド長さを有することを特徴とする、物品。
4. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品であって、前記複数の複合繊維が、内部繊維コアの周りに同心円状に位置決めされた前記コントラスト材料の同心環の１−Ｄフォトニック結晶配置を有する複数のブラッグファイバーを含むことを特徴とする、物品。
5. 請求項４に記載の物品であって、前記内部繊維コアおよび前記ホスト材料が、各々個々に、ポリカーボネートを含み、前記コントラスト材料の前記環が、フッ素化ポリマー、具体的にはポリフッ化ビニリデンを含むことを特徴とする、物品。
6. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品であって、前記コントラスト材料がコントラスト材料屈折率ｎ_ｏを有し、前記マトリックス材料がマトリックス材料屈折率ｎ_ｍを有し、ｎ_ｏ≧１．２ｎ_ｍであり、前記ホスト材料がホスト屈折率ｎ_ｈを有し、ｎ_ｍがｎ_ｈの１０％以内であることを特徴とする、物品。
7. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品であって、前記複数の複合繊維が２〜１０ｍｍの平均複合繊維長さを有し、前記複数の複合繊維が、クラッディングを含まず５０〜１，０００マイクロメートルの平均最短寸法を有することを特徴とする、物品。
8. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品であって、前記複数の複合繊維が前記複合繊維の外面に位置決めされた繊維クラッディングを含み、前記繊維クラッディングが、任意選択で０．１〜３ｍｍの厚さを有することを特徴とする、物品。
9. 請求項８に記載の物品であって、前記繊維クラッディングが、ポリカーボネート、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマーなどの熱可塑性ポリマーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含むことを特徴とする、物品。
10. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品であって、前記ホスト材料がポリカーボネート、ポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマーなどの熱可塑性ポリマーまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含み、前記コントラスト材料が、ガラス、フルオロポリマーまたは熱屈折材料を含み、前記マトリックス材料が、ガラスまたは熱可塑性ポリマーを含むことを特徴とする、物品。
11. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品であって、前記マトリックス材料、前記ホスト材料および前記任意選択のクラッディング材料が、同じであることを特徴とする、物品。
12. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品であって、前記赤外線遮断層の表面に位置決めされた、繊維非含有領域をさらに含むことを特徴とする、物品。
13. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品であって、窓または照明用レンズであることを特徴とする、物品。
14. 先行する請求項のいずれか１項に記載の物品を作製する方法であって、
    ホスト材料および複数の複合繊維を混合して混合物を形成するステップ、ならびに
    前記混合物から赤外線遮断層を形成するステップ
    を含み、前記物品が前記赤外線遮断層を含むことを特徴とする、方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、前記形成するステップが、射出成形、押出、フィルムインサート成形、インモールドコーティングまたは前述のもののうちの少なくとも１つを含む組合せを含むことを特徴とする、方法。
16. 請求項１４〜１５のいずれか１項に記載の方法であって、前記ホスト材料を溶融して溶融ホスト材料を形成するステップをさらに含み、
    前記混合するステップが、前記複数の複合繊維を溶融ホスト材料と混合することを含み、前記複数の複合繊維が繊維クラッディングを含み、方法が、前記混合するステップおよび形成するステップの間に、前記繊維クラッディングを部分的にのみ溶融するステップを含むことを特徴とする、方法。
17. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の物品を作製する方法であって、
    複数の複合繊維を含まないホスト層、複数の複合繊維を含む繊維層および複数の複合繊維を含まない任意選択のポリマー層を含む積層スタックを形成するステップ、ならびに
    前記ホスト層および前記任意選択のポリマー層のうちの少なくとも１つに、前記複数の複合繊維を包埋するステップを含むことを特徴とする、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、前記形成するステップが、積層、フィルムインサート成形または反応射出成形を含むことを特徴とする、方法。
19. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の物品を作製する方法であって、
    複合繊維を含まないホスト層、複数の複合繊維を含む繊維層および複合繊維を含まない任意選択のポリマー層を共押出するステップであり、前記複合繊維が、事前形成された繊維である、ステップ、ならびに
    前記ホスト層および前記任意選択のポリマー層のうちの少なくとも１つに、前記複数の複合繊維を包埋するステップを含むことを特徴とする、方法。
20. 赤外線光を反射するための物品の使用であって、前記物品が、ホスト材料および複数の複合繊維を含む赤外線遮断層を含み、
    前記複数の複合繊維の前記繊維の各々が、コントラスト材料およびマトリックス材料を含み、前記コントラスト材料が、前記マトリックス材料中に、赤外線放射に曝露された場合フォトニックバンドギャップが現れるフォトニック結晶を形成することを特徴とする、使用。

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