JPH08503312A - 成形可能な反射多層物体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 可視スペクトルの実質的な全範囲にわたり実質的に均一な幅広いバンド幅の反射率を有して、実質的に均一な反射外観を呈する成形可能な多層反射高分子物体が提供される。該物体は少なくとも第１および第２の異種高分子物質を含有し、該物体は、物体に入射する可視光の少なくとも４０パーセントを反射させるように、第１および第２高分子物質の十分な数の交互層を含んでいる。物体の個々の層の大部分は、高分子物質の繰返し単位の光学的厚さの合計が約１９０ｎｍを上回る範囲内の光学的厚さを有し、第１および第２高分子物質は屈折率が互いに少なくとも0.03異なる。

Description

【発明の詳細な説明】 成形可能な反射多層物体 この発明は像の鮮明さおよびスペクトルの実質的な全可視範囲にわたり高反射 率を示す（すなわち、実質的に無色の）成形可能な多層高分子物体ならびに、ミ ラー、レフレクターや他の反射物品および装飾品、レンズならびに偏光子として 用いることができる該物体からつくった物品に関する。 反射面を加工する通常の方法には、磨きあげた金属面の形成がある。金属の使 用に付随する高コストおよび加工上の問題から、比較的最近では加工業者は表面 に金属の薄い被覆を含むプラスチック表面を使用している。このような金属被覆 プラスチック物品は、商業や工業用の照明用を含め多くの業界で装飾品のみなら ず機能品として現在一般に作り出されている。該物品は冷蔵庫、皿洗い機、洗濯 機、乾燥機やラジオなどの家庭用電気器具の光る金具部分として用いられている 。このような物品は、また、自動車業界においても、ヘッドライトのレフレクタ ー、表縁、ラジオのノブや自動車の装飾品としても使用されている。 典型的には、該金属被覆プラスチック物品は、物品表面に薄い金属層を電気め っきするかまたは真空蒸着もしくは化学析出させることによってつくる。該被覆 は経時的に、金属のチッピングやフレーキングのみならず金属の腐食を生じやす いことが認められている。それを保護するために、金属被覆上に補足的な保護層 を設けなければならないとすれば、労力と材料のコストがさらに必要である。そ の上、金属付着法によっては環境的処理問題の起る場合がある。 熱成形装置は、熱可塑性物質のシートから種々の形材や完全物品をつくるため に、広く利用できかつ容易に使用することができる。金属被覆プラスチック物品 を使用する場合の１つの大きな欠点は、予め完成品に成形したプラスチック表面 に金属を付着させなければならないということである。このことは、該方法の利 用者を、真空や他の金属化技術の能力をもっている人に限定する。したがって、 金属化熱可塑性樹脂シートを、著しい絞りを必要とする物品に熱成形することは 通常可能ではない。 高分子の多層物品は、該物品の製造方法および装置と同様に公知である。たと えば、該多層物品は、本願出願人 Schrenk の米国特許第 3,773,882 号に記載さ れた多層押出装置を用いて製造することができる。米国特許第 3,773,882号は相 互に組み合わせた異種合成樹脂物質の複合流の製造法を教示している。該方法の 工程は、熱可塑化した押出可能な熱可塑性物質の少なくとも第１流および第２流 を供給し、各流をそれぞれ複数の第１サブ流および第２サブ流に分割し、サブ流 を結合して、第１サブ流や第２サブ流とが相互に組み合わされた複合流とし、な お、サブ流は、概ね円弧状に配設される部位で結合されるという制限がさらにあ り、複合流のサブ流を概ね半径方向に内方の、通常、円の中心に設けられる排出 部位に流動させることによって複合流を変形させ、排出部位は隣接する第１およ び第２サブ流の結合部位から概ね等距離にあり、複合流を排出部位から移動させ 、さらに、該流れを概ねシート状の形に変形させ、なお流れ間の界面がシート状 の形をした主表面に概ね平行となる工程である。米国特許第 3,884,606号は多層 フィルムまたはシートの製追装置を教示し、該装置は、少なくとも第１高分子入 口通路、第１高分子通路と連通する第１プレナム、第１通路から流れる物質を分 割して複数の第１サブ流とする流れ分割手段、第２プレナムと作動連通する第２ 高分子受容手段、第２流を分割して複数の第２サブ流とし、さらに複数の第２サ ブ流を第１サブ流と相互に組み合わせる分割手段に放出させる第２プレナム、第 ３すなわち複合流受容プレナムと作動連通する分割手段、結合した第１および第 ２サブ流を含む複合流、第３プレナムと作動連通し、第３プレナムから複合流を 受容するように用いられる第３プレナム排出通路、概してスロット状の押出オリ フィスを有するダイと結合される排出手段、第１すなわち受容端および第２すな わち排出端を有する排出通路を形成する本体において、円弧を形成するアーチ状 の流れ分割手段の排出部分を設け、さらに排出部分が、第３プレナム排出通路の 排出端から概ね等距離にあることを特徴とする本体を含む。該装置は、実質的に 均一な層の厚さの異種熱可塑性高分子物質を同時押出しすることができる。層の 数は、本願出願人 Schrenk らの米国特許第 3,759,647号 に記載されている装置 を用いることによって増大させることができる。該特許は、熱可塑化熱可塑性樹 脂 物質の少なくとも２つの流れを供給する手段、２つの流れを複数の概して平行な 層を有する複合流に機械的に配列させ、なお該流れの一部が複合流を内部に閉じ 込める手段、複合流を機械的に処理し、処理した流れの中に多数のサブ流をもた らす手段、および処理流を付形して、所望の形状の主表面に概ね平行な複数の層 を有する該所望の形状にする手段を結び付ける複合合成樹脂シート状物品の製造 装置を述べている。 Alfrey, Jr．らの米国特許第 3,711,176号は光学的薄膜法を用いて加工した多 層高反射熱可塑性物体を教示している。すなわち、Alfrey，Jr.らの反射薄膜層 は電磁スペクトルの反射した可視、紫外または赤外部分を生成させるのに光の構 成干渉に依存する。該反射薄膜は、フィルムの真珠光の反射特性があるため装飾 品に用いられる。米国特許再第 31,780 号は、多層光反射フィルムの改良が、実 質的に均一な厚さの少なくとも１０個の極薄層の透明熱可塑性樹脂積層フィルム の使用によって行われ、該層は概ね平行で、連続的隣接層は、一方が１．５５な いし１．６１の屈折率を有する熱可塑性ポリエステルまたはコポリエステル樹脂 である異なる透明な熱可塑性樹脂物質を有し、かつ隣接樹脂物質は少なくとも約 ０．０３だけ低い屈折率を有し連続的隣接層は少なくとも約０．０３だけ屈折率 が異なることを述べている。 しかし、Alfrey,Jr．のフィルムは厚さの変化に極めて敏感であり、不均一色 の縞または斑点を示すのが該フィルムの特徴である。さらに、該フィルムで反射 させた色はフィルムに当る光の入射角に左右される。したがって、該フィルムは 反射率の均一性を要する用途（すなわち、無色で、実質的に真珠光がない）には 有用ではない。さらに、熱成形中の層の局部薄層化がフィルムの紅色に着色する 特性および反射特性の変化を生じさせるので該フィルムは物品を熱成形するのに 有用ではない。 Radford らの「Reflectivity of Iridescent Coextruded Multilayered Plasti c Films」、Polymer Engineering and Science、vol.13、No.3 (1973年5月) は、 可視スペクトルの大部分を反射させて、金属外観を呈すると思われるフィルムを つくるために、多層の光学的に薄いフィルム中に直線状の層の厚さの勾配を導入 することを提案した。しかし、Radford らが提案したフィルムもまた、熱成形中 の層の局部薄層化がフィルムの紅色着色および反射特性の変化を生じるので物品 に熱成形するには有用ではない。 極く最近に、Wheatley らの米国特許第 5,122,905号、Wheatley の米国特許第 5,122,906 号および Wheatleyらの米国特許第 5,126,880号に見られるように、 多層同時押出法を用いて、光学的に厚い層（０．４５μｍを上回る光学的厚さ） または光学的に厚い層と光学的に極薄層（０．０９μｍ）未満の光学的厚さ）と の組合せより成る反射多層フィルムおよびシートが加工された。米国特許第 5,1 22,905号は、熱成形可能で、比較的厚い部品に加工できると同時に均一な反射外 観の保持が可能な多層反射物体を述べている。該反射高分子物体は、物体に入射 する光の少なくとも３０％を反射させるように、第１および第２高分子物質の十 分な数の交互層を有する少なくとも第１および第２の異種高分子物質を含んでい る。物体の個々の層の大部分は、少なくとも０．４５ミクロメートルの光学的厚 さを有し、第１および第２高分子物質の隣接層は屈折率が相互に少なくとも約０ ．０３異なる。反射物体はシート、ミラー、無腐食性金属外観物品および物品、 レフレクター、反射レンズ等に加工することができる。米国特許第 5,122,906号 は熱成形可能で、フィルム、シートや種々の部品に加工することができ、同時に 、均一な反射外観の維持を可能にする多層反射物体を述べている。該反射高分子 物体は、物体に入射する光の少なくとも３０％を反射させるように、第１および 第２高分子物質の十分な数の交互層を有する少なくとも第１および第２の異種高 分子物質を含んでいる。物体の個々の層の大部分は、０．０９ミクロメートル以 下または０．４５ミクロメ−トル以上の光学的厚さを有し、個々の層の少なくと も１つは０．０９ミクロメートル以下の光学的厚さを有し、第１および第２高分 子物質の隣接層の屈折率は相互に少なくとも約０．０３異なる。米国特許第 5,1 26,880 号は、熱成形可能で、フィルム、シートや種々の部品に加工でき、同時 に均一な反射外観の保持が可能な少なくとも２種類の光学的層を含む多層高反射 高分子物体を記述している。該反射高分子物体は、物体に入射する光の少なくと も３０％を反射させるように、第１および第２高分子物質の十分な数の層を有す る 少なくとも第１および第２の異種高分子物質を含む。一部の層は０．０９ないし ０．４５ミクロメートルの光学的厚さを有し、残りの層は０．０９ミクロメート ル以下または０．４５ミクロメートル以上の光学的厚さを有する。第１および第 ２高分子物質は相互に少なくとも約０．０３だけ屈折率が異なる。これは光学的 に薄い層からの真珠光効果がマスクされる均一反射性の全高分子物体である。 該多層物体は、可視スペクトル全体にわたり実質的に均一に反射させ、かつ実 質的に無色で、真珠光を有しないけれども、物品の熱成形に用いるには欠点があ る。高反射率を保つには、1.000層以上の比較的厚いシート（たとえば、厚さ2.5 ｍｍ以上）を使用しなければならない。熱成形中の該シートの絞り加工は、たと え２：１以下という比較的小さい絞り比であっても、シート中の光学的に厚い層 は光学的に薄い方向に薄くなるので、同様に望ましくない真珠光の微候を生じる 場合がある。絞り加工を受けた場合でも、シートの厚さが依然として特定用途に 望ましい以上の厚さを有する場合がある。 したがって、この業界では、像の鮮明さを示し、スペクトルの可視領域で極め て実質的に均一な反射率を有し、さらに熱成形操作中に典型的に遭遇する絞り条 件下で、このような均一反射率を保つことができる成形可能な多層高分子物体に 対する要望が依然として存在する。 この発明は、可視スペクトルの実質的な全範囲にわたり実質的に均一な幅広い バンド幅の反射率を有して、実質的に均一な反射外観を呈する成形可能な多層反 射高分子物体を提供することによって前記要望を満足させる。「実質的に均一な 反射外観」とは実質的に無色で、真珠光を生じない反射外観を意味する。物体は 、また像の鮮明さ、すなわち、反射光で見て不鮮明でない像の周縁を示す。さら に、物体は、この実質的に均一な反射外観に影響を及ぼさずに、熱成形して、絞 ることができる。別の態様では、物体を可変反射的にすることができる。 この明細書で使用する「反射性」、「反射能」、「反射」および「反射率」と いう用語は、高分子物体が金属外観を呈するように、十分に鏡面性の全反射率（ すなわち、入射波エネルギーに対する反射波エネルギーの比）を指す。これらの 用語を用いるのは、擦られた金属またはピューターの反射のような半反射すなわ ち 拡散反射をも包含させようとするからである。一般に、反射率の測定は、入射角 を中心とする頂角が１５゜の突出円錐内の光線の反射率を指す。 反射率の特定強度は、この明細書で使用する場合には、無視しうる吸収が生じ る波長で起る反射の強度である。たとえば銀白のように見える（無色の）物品は 実質的にすべての可視波長を反射させるが、他の金属色を得るために染料を加え ると、それを吸収する波長では、必然的に物体の反射率が低下する。染料によっ て影響を受けない波長は、無染料の試料と実質的に同じ強度で反射され、反射の 強度が適用されているのはこの影響を受けない波においてである。 この発明の１つの態様によれば、少なくとも第１および第２の異種高分子物質 を含む成形可能な多層反射高分子物体が提供され、該物体は、物体に入射する可 視光の少なくとも４０％を反射させるように、第１および第２高分子物質の十分 な数の交互層を含んでいる。「物体に入射する可視光の少なくとも４０パーセン ト」という用語は、前述のように、無視しうる吸収が生じる波長における反射光 を指す。物体は少なくとも1.000 層を有するのが好ましい。ある好ましい態様で は、物体に入射する可視光の少なくとも８０パーセントを反射させる。 物体中の個々の層の大部分は、高分子物質の繰返し単位の光学的厚さの合計が 約１９０ｎｍを上回るような範囲の光学的厚さを有し、かつ第１および第２高分 子物質は屈折率が相互に少なくとも約０．０３異なる。典型的な２成分系物体で は、高分子物質は、ＡおよびＢが異なる高分子を表わす繰返し単位ＡＢを有する 。３成分以上の物体の場合には、たとえばＡＢＣＢまたはＡＢＣＡＢＣのような 、異なる繰返し単位が可能である。ＡＢ繰返し単位を有する好ましい２成分系物 体の場合に、繰返し単位中のＡ成分とＢ成分との光学的厚さの好ましい比は２： １である。 高分子物休中の層は、少なくとも約１．２５の予定絞り比の、少なくとも１９ ０ｎｍから３４０ｎｍの繰返し単位の厚さの範囲に及ぶ光学的層の繰返し単位の 厚さ倍の勾配を有するとともに、物体に対する可視スペクトルの実質的は全範囲 にわたり実質的に均一の反射外観を維持する。「光学的層の繰返し単位」とは、 多肩物体中に規則的な繰返しパターンを構成する高分子物質の層の数を意味する 。 たとえば、前記のように、典型的な２成分系物体の場合には、高分子物質はＡお よびＢが異なる高分子を表わす繰返し単位ＡＢを有する。この繰返し単位ＡＢは 光学的層の厚さＮ_Aｄ_A＋Ｎ_Bｄ_Bを有する。式中、Ｎ_AおよびＮ_Bは高分子の屈折率 で、ｄ_Aおよびｄ_Bは高分子の層の実際の厚さである。 「絞り比」とは、物体の当初の厚さと最終厚さとの比を意味する。この比は物 体を成形する特定形状から容易に求めることができる。熱成形操作では１．２５ ：１以上という絞り比が通常見られるものである。好ましい態様では、光学的層 の繰返し単位は、繰返し単位中のもっとも薄い層およびもっとも厚い層からの一 次反射の波長が少なくとも２倍異なるような勾配を有する。 光学的層の繰返し単位の厚さの勾配とは、多層堆積中のもっとも薄い光学的繰 返し単位ともっとも厚い光学的繰返し単位との間に光学的繰返し単位の厚さの相 違があるような物体の厚さに斜めの光学的層の繰返し単位の厚さの変化を意味す る。この発明の実施例における光学的層の繰返し単位の厚さの好ましい勾配は、 ２を上回る勾配であって、堆積中のもっとも厚い光学的層の繰返し単位が、もっ とも薄い光学的層の繰返し単位の少なくとも２倍も厚いことを意味する。光学的 層の繰返し単位の厚さの勾配は一次関数、対数関数、四次関数、または直線勾配 に付加された四次関数であることができる。一般に、光学的層の繰返し単位の厚 さの勾配は、予定波長範囲にわたる連続波長の適用範囲をもたらす任意の関数で あることができる。 この発明の１つの態様では、物体の個々の層の大部分は、高分子物質の繰返し 単位の光学的厚さの合計が１９０ｎｍないし１７００ｎｍである範囲内の光学的 厚さを有する。もしくは、物体は、当初、高分子物質の繰返し単位の光学的厚さ の合計が約１７００ｎｍを上回るような範囲の光学的厚さを有する物質的に多数 の個々の層を有することができる。この代りの態様の場合に、当初光学的に厚い 層を光学的に薄い方向に薄くすると物体の反射率は大きくなる。 この発明の態様によっては、染料または顔料のような着色剤を高分子物体の１ つ以上の個層に包含させるのが望ましい場合がある。これは、物体の外層または スキン層の一方または両方に行うことができ、あるいはまた、着色剤を、物体中 の１つ以上の内部層に包含させることもできる。着色剤は、高分子物体に通常の 銀白外観以外の、たとえばブロンズ、銅または金のような金属外観を付与するよ うに選ぶことができる。 黒、青、赤、黄や白のような種々の色を用いることもできる。典型的には、不 透明性や両面ミラー状の反射性を与えるために内部層に顔料入り着色剤を用い、 かつ外面層に染料を使用するのがもっとも望ましい。望ましい着色性および光学 性を付与するために、着色剤を組合わせて使用することができる。たとえば、顔 料入り白色着色剤を内面に用いると同時に、青、黄、赤または緑のような着色染 料を、特異の反射色効果を付与するために１つ以上の表面層に含ませることがで きる。物体の温度が変るにつれて、変色を生じるように、熱変色性顔料または染 料を使用することができる。さらに、着色剤、光学的層の繰返し単位の厚さの勾 配、または両者の組合せを、物体からの反射が日光の反射に類似するように、使 用することができる。 さらに、物体の正常は表面は滑らかで、高反射性銀白外観を呈するけれども、 場合によっては、艷消し金属外観に類似するように、物体表面を粗面または擦過 外観にすることが望ましいことがある。さらに、物体をマット状またはピュータ 状外観にするために、溶剤を用いて、多層物体表面をエッチングすることができ る。さらに、望ましい光学的効果を付与するように、物体に種々のパターンをエ ンボスすることができる。 発明の態様によっては、バリヤー層または強靭層として、第３の高分子層を多 層物体中に入れることもできる。第３の高分子層がバリヤー層である場合には、 該層は、物体外面の片面もしくは両面の単層、または内部層として存在すること ができる。たとえば、加水分解したエチレン酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデンコ ポリマー、ニトリルポリマーおよびナイロン類のような適当なバリヤー層物質を 、多層物体の内部または表面に使用することができる。無水マレイン酸グラフト 化ポリオレフィンのような適当な接着性物質を、多層物体に前記バリヤー層物質 を結合させるために用いることができる。 もしくは、または、さらに、第３の高分子層を、ＡＢＡＢＡＢ繰返し物体の主 外面の一方もしくは両方の表面層もしくはスキン層または内部層として存在させ ることができる。スキン層は犠牲的であっても永久的なものであってもよく、耐 スクラッチ性または耐候性保護層として役立つことができる。さらに、該スキン 層は同時押出し後に物体に後付加することができる。たとえば、スキン層は、光 学的性質を改善し、耐スクラッチ性、耐薬品性および／または耐候性を付与する ために、物体表面を平らにするように働く吹付塗コーティングとして適用するこ とができる。スキン層は、また、多層物体に積層させることができる。容易に同 時押出しできない高分子には積層が望ましい。 この発明のさらに別の態様では、シート表面全体にわたり異なる反射率を有す る成形可能な高分子多層可変反射シートを提供することができる。すなわち、シ ートの測定反射率が一方から他方にかけて変化する。シートは、シートに入射す る可視光の少なくとも一部を反射させるように、十分な数の交互層を含む少なく とも第１および第２の異種高分子物質を含有する。シートの個々の層の大部分は 、前記高分子物質の繰返し単位の光学的厚さの合計が約１９０ｎｍを上回る範囲 内の光学的厚さを有し、第１および第２高分子物質は、屈折率が互いに少なくと も約０．０３異なる。 個々の層はシートに斜めに厚さが異なり、かつ該層は、光学層の繰返し単位の もっとも薄いものおよびもっとも厚いものから一次反射の波長が少なくとも２倍 異なるように、光学的層の繰返し単位の厚さの勾配を有している。このことは、 シートが透過させ、また反射させる光の量の制御可能なシートをもたらす。すな わち、透過（Ｔ）はＩ・Ｒ・Ａ（式中、Ｒは反射およびＡは吸収）に等しいので、 物体の透過性と反射性とのバランスを所望の用途に応じて得ることができる。こ の発明の実施に有用な大部分の高分子の場合には、可視光の吸収が少ない。 この発明の他の態様では、物体中の高分子物質がエラストマーである。エラス トマーの使用によって、物体は、別の意味で、可変反射的になることができる。 多層エラストマー物体の局部引伸ばしによって、物体の全体的な反射率の変化を 無色のように表わすことができる。すなわち、たとえば、層の大部分が当初光学 的に厚い領域にあれば、エラストマー物休の引伸ばしは、かなりの数の層を光学 的に薄い方向に薄くし、その結果物体の全般的な反射率の増大が生じる。たとえ ば、図２でわかるように、この発明の高分子フィルムは、薄くなると、高反射率 （可視波長の場合９２パーセント対８１パーセント）を示した。もしもエラスト マーを用いたとすれば、効果は逆になったかもしれない。 この発明の多層反射高分子物体で、多くの装飾部品および／または構造部品を つくることができる。物体は、同時押出法によって、初めに、シートに成形し、 さらに二次成形することができる。該二次成形操作は、熱成形、真空成形、また は圧力成形を含むことができる。さらに、フォーミングダイの使用によって、多 層反射物体をまず、形材、管、パリソンを含む種々の有用な付形物に成形し、さ らに吹込成形容器、照明器具、グローブやレフレクターに成形することができる 。 この発明の別の態様では、偏光面における可視光の少なくとも５０パーセント を反射させるように、少なくとも第１および第２の異種高分子物質の多重層を含 み、光を異方向に反射させる複屈折光偏光子が提供される。偏光子の個々の層の 大部分は、高分子物質の繰返し単位の光学的厚さの合計が約１９０ｎｍを上回る 範囲内の光学的厚さを有している。第１および第２の高分子物質は屈折率が相互 に少なくとも約０．０３異なり、層は、少なくとも約１．２５の予定絞り比の、 少なくとも１９０ｎｍから３４０ｎｍの光学的繰返し単位の厚さの範囲に及ぶ光 学的層の繰り返し単位の厚さ倍の勾配を有する。 したがって、この発明の目的は、可視スペクトルの実質的な全範囲にわたって 実質的に均一な反射外観を呈する成形可能な多層反射高分子物体を提供すること にある。別の目的は、実質的に均一な反射外観に影響を及ぼさずに熱成形し、絞 ることができる反射高分子物体を提供することにある。他の目的は、可変的反射 性であることができる反射高分子物体を提供することにある。この発明の前記お よび他の目的ならびに利点は、次の詳細な説明、添付図面および付属クレームか ら明らかになろう。 図１は、第１の高分子Ａが屈折率ｎ₁、を有し、第２の高分子Ｂが屈折率ｎ₂を 有するこの発明の２成分系多層高分子反射物体の略断面図である。 図２は、この発明の２６２５層の２成分フィルムの反射率対波長のグラフであ る。 図３ａ、図３ｂおよび図３ｃは、それぞれ、この発明の２４９６層、３７７４ 層および４９９２層の２成分フィルムの反射率対波長の計算グラフである。 図４ないし図８は、Alfrey らの米国特許第 3,711,176 号から得た５種類の試 料についての反射率対波長のグラフである。 図９は２０パーセント薄くした図８のフィルムの反射率対波長の計算グラフで ある。 図１０は Alfrey らの第５の試料の、波長軸を２３００ｎｍまで延ばした反射 率対波長の計算グラフである。 図１１は 1/2 に薄くした図１０のフィルムの反射率対波長の計算グラフであ る。 図１２は、３８０ｎｍから２０００ｎｍまでの波長にわたるように設計した光 学的繰返し単位の厚さの勾配を有するこの発明の５０００層フィルムの計算スペ クトルである。 図１３は、1/2 に薄くした図１２のフィルムの計算スペクトルである。 図１４は、個々の層が物体に斜めに厚さの異なる２成分系多層反射物体の略断 面図である。 この発明は、可視スペクトルの実質的な全範囲にわたり、実質的に均一な反射 外観を呈する成形可能な多層反射高分子物体を提供する。該全高分子物体は、ま た、実質的に均一な反射外観に影響を及ぼさずに、熱成形し、絞り加工して、多 くの有用な物品とすることもできる。実質的に均一な無色の反射外観を得るため には、多層物体は、可視光を反射させるのに必要とする以上に及ぶ光学的層の繰 返し単位の厚さの勾配を有し、光学的層の繰返し単位の厚さの勾配の大きさは、 成形中、高絞り比を可能にするのに必要なほどの大きさである。１つの態様では 、物体中の繰返し単位の光学的厚さの大部分は１９０ｎｍから１７００ｎｍまで の光学的厚さの合計を有している。しかし、この発明は、最高３４００ｎｍおよ びそれ以上の光学的層の繰返し単位の厚さの勾配を包含する。 屈折率の異なる光学的に薄い層からの多重反射に関する光学的理論は、物質の 、 個々の層の厚さのみならず屈折率に対する影響の依存性を示す。Radford らの 「RefIectivity of Iridescent Coextruded Multilayered Piastic Films」、Po Iymer Engineering and Science 13,3,pg 216(1973)を参照されたい。２成分多 層フィルムの垂直入射にする一次反射の波長は次式で示される。 λ₁＝２（Ｎ₁ｄ₁＋Ｎ₂ｄ₂）（式１） 式中、λ₁は一次反射のナノメートル単位の波長である。可視光は３８０-６８０ ｍｍの範囲にわたる。Ｎ₁およびＮ₂は２つの高分子の屈折率で、ｄ₁およびｄ₂は ２つの高分子の層の厚さであり、これもナノメートル単位で表わす。３成分以上 のフィルムの場合には、上記式は次のように一般化することができる。 式中λ_I，Ｎ₁およびｄは前記の通りであり、ｊは１よりも大きな整数である。 ２成分系の場合でわかるように、一次反射の波長は、２つの高分子の光学的厚 さの合計に比例する（ここで、光学的厚さは、層の厚さと屈折率との積である） 。一次反射に加えて、一次反射の整数分割で（at integer fractions）高次反射 が起る。これら高次反射の相対強度は高分子成分の光学的厚さと層の数との比に よる。 このように、選択された系の場合に、個々の層の物理的厚さの変化は、該層か ら反射された波長に直接的な影響を及ぼす。多層反射高分子物体が使用できる主 な分野の１つは熱成形で製造される反射物品の分野である。高分子シートまたは フィルムの熱成形の結果として、多層構造物中の個々の層は部品の厚さに比例し て薄くなる。特定の熱成形操作およびパターンによって、個々の層は、ある部位 では、他の部位よりも薄くなる場合がある。たとえば、平らなシートを容器に熱 成形しようとすれば、最も鋭い角度または形状を成形させた部分、たとえば容器 の底の隅には最大量の薄層化が生じるであろう。 個々の層が薄くなると、該層から反射する光の波長は、さきに示した式によっ て短かい波長にシフトする。色および真珠光の出現を防ぐために、この発明の多 層高分子物体は、可視（３８０ないし６８０ｎｍ）から近赤外（６８０ないし ３４００ｎｍ）までの実質的にすべての波長を反射させるように設計するのが好 ましい（ある高分子の場合の赤外中のある波長の吸収を無視する）。このように 、熱成形操作中のように、この発明の物体の個々の層が薄くなると、当初赤外範 囲で反射させた層は薄くなって可視範囲で反射させるので、物体は実質的に均一 な反射外観を維持する。当初可視領域で反射させた層は薄くなって、短かい可視 波長で反射させるか、または紫外領域で反射させて、透明になる。 ３８０ｎｍから６８０ｎｍまでの範囲（すなわち、可視範囲）の幅広いバンド 幅の波長を反射させる物体をつくるには、物体は、ある予定した最大絞り比（Ｍ ＤＲ）まで可視光の実質的な全範囲を反射させるだけの光学的層の繰返し単位の 厚さの勾配を有しなければならない。したがって式３ を整理し直して、λ_Iに代入すると が得られる。 式中、ＭＤＲは最大絞り比、ｔ₁は多層堆積（すなわちミクロ層コア）中の光 学的に活性な層の当初の厚さ、ただし保護スキン層、保護境界層や染料入りまた は顔料入り層のような他の光学的活性層を除く、ｔ_fは３ｔＭＤＲで熱成形した 部品のミクロ層コア中の層の最終厚さ、（λ_f）maxはナノメートル単位で表わし た物体中の最大反射波長（吸収を無視する）、（Nidi）max のｉ＝ＩからＪまで の合計はナノメートル単位の物体中の最大光学的繰返し単位の厚さ、Ｎ₁は繰返 し単位中の第ｉ番目の層の屈折率、ｄ₁ は繰返し単位中の第ｉ番目の層の物理的 層の厚さ、定数６８０ｎｍは可視光の上限波長である。 式３を書き直して、次のように特定ＭＤＲの場合に、多層物体に必要とされる 反射波長の上限を計算することができる。 (λ_f)max ＝（６８０）ＭＯＲ （式５） 物体中の対応する最小光学的繰返し単位の厚さは、さらに シート中で反射される波長の最小すなわち下限は３８０ｎｍ（最小可視波長）で 、最大光学的繰返し単位の厚さは このように、多層物体は、所定の最大絞り比に対して、１９０ｎｍから（３４ ０）・ＭＤＲnmに及ぶ光学的繰返単位の厚さの勾配を必要とする。したがって、 ＭＤＲが５の場合には１９０nmから１７００nmにわたる勾配が必要である。この 上限および下限は、光学的厚さの比または光学的層の繰返し単位の層数に関係な く当てはまる。 一定の熱成形操作の場合に、最大絞り比は成形される部品の形状ねたとえば部 品の高さ、幅または直径、隅の鋭角さ等によって決まる。部品内の物質の分布は 、プラグアシスト熱成形法を用いる場合のプラグの設計、シートのプレビローイ ング、パターンクランプの位置および熱成形分野で開発された種々の方法によっ て、影響を受ける場合もある。 所定の多層部品にＭＤＲおよび所望の反射率があれば、多層シート構造物の設 計を完了することができる。この発明の実施に有用な高分子およびそれぞれの屈 折率は前記米国特許第5,122,905号および同第5,122,906号中に列挙された高分子 すべてを含んでいる。 米国特許第 5,122,905号は、代表的な屈折率とともに、前記列挙の適当な熱可 塑性樹脂を記載し、この発明の実施に使用できる該樹脂には、これに限らないけ れども、次のものがある。ペルフルオロアルコキシ樹脂（屈折率＝1.35）、ポリ テトラフルオロエチレン（1.35）、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー（ 1.34）、シリコーン樹脂（1.41）、ポリフッ化ビニリデン（1.42）ポリクロロト リフルオロエチレン（1.42）、エポキシ樹脂（1.45）、ポリ（ブチルアクリレ ート）（1.46）、ポリ（４−メチルペンテン−１）（1.46）、ポリ（酢酸ビニル ）（1.47）、エチルセルロース（1.47）、ポリホルムアルデヒド（1.48）、ポリ イソブチルメタクリレート（1.48）、ポリメチルアクリレート（1.48）、ポリプ ロピルメタクリレート（1.48）、ポリエチルメタクリレート（1.48）、ポリエー テルブロックアミド（1.49）、ポリメチルメタクリレート（1.49）、酢酸セルロ ース（1.49）、プロピオン酸セルロース（1.49）、セルロースアセテートブチレ ート（1.49）、硝酸セルロース（1.49）、ポリビニルブチラール（1.49）、ボリ プロピレン（1.49）、ポリブチレン（1.50）、サーリン（商標）のようなイオノ マー樹脂（1.51）、底密度ポリブチレンリエチレン（1.51）、ポリアクリロニト リル（1.51）、ポリイソブチレン（1.51）、Ecdel（商標）のような熱可塑性ポ リエステル（1.52）、天然ゴム（1.52）、ペルブナン（1.52）、ポリブタジエン （1.52）、ナイロン（1.53）、ポリアクリルイミド類（1.53）、ポリ（塩化酢酸 ビニル）（1.54）、ポリ塩化ビニル（1.54）、高密度ポリエチレン（1.54）、Ze rlon（商標）のようなメチルメタクリレートとスチレンとのコポリマー（1.54） 、透明アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンターポリマー（1.54）、アリル ジグリコール樹脂（1.55）、Saran樹脂（商標）のようなポリ塩化ビニリデンと ポリ塩化ビニルとの混合物（1.55）、ポリアルファメチルスチレン（1.56）、Do w512−K（商標）のようなスチレン−ブタジエンラテックス（1.56）、ポリウレ タン（1.56）、ネオプレン（1.56）、Tyril樹脂（商標）のようなスチレンおよ びアクリロニトリルのコポリマー（1.57）、スチレンおよびブタジエンのコポリ マー（1.57）、ポリカーボネート（1.59）、ポリエチレンテレフタレートおよび ポリエチレンテレフタレートグリコールのような他の熱可塑性ポリエステル（1. 60）、ポリスチレン（1.60）、ポリイミド（1.60）、ポリ塩化ビニリデン（1.61 ）、ポリジクロロスチレン（1.62）、ポリスルホン（1.63）、ポリエーテルスル ホン（1.65）、およびポリエーテルイミド（1.66）。前記屈折率は波長が異なる と若干変る場合がある。たとえば、ポリカーボネートの屈折率はスペクトルの青 領域の光に対しては若干高くスペクトルの赤領域の光に対しては若干低い。エチ レンとビニルアルコール、スチレンとヒドロキシエチルアクリレート、スチレン と無 水マレイン酸、スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、スチレンとメチルメ タクリレート、およびスチレンとアクリル酸のような前記樹脂のコポリマーも有 用である。他の有用な高分子物質には、ポリエーテルケトン類、ポリブテン、Ad mer（Mitsui Chemicalsから入手可能）およびPlexar（Quantum Chemicslsからの 入手可能）のような無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィンならびにＣＸＡ（ duPontから入手可能）のようなエチレンと酢酸ビニルとのコポリマーがある。後 者の３種類の高分子は、多層構造物中の他の高分子層を相互に結合させる接着剤 層としてとくに有効である。物体の交互層を構成させるための高分子の選択条件 は、選択した高分子が、相互に少なくとも約０．０３異なる屈折率を有するとい うことである。さらに、高分子は、容易に同時押出しできるように、加工温度に 適合性がなければならない。反射率は高分子の屈折率およびシート中の光学的に 活性な層の数から求められる。僅か数百層しか有しない多層シートは少なくとも ４０パーセントの反射率を生じることができる。９０パーセント以上の高反射率 の場合には、層の数は通常1.000層以上に増大する。 光学的層の繰返し単位の厚さの勾配を、シートの厚さに斜めに生じさせること ができる。したがって、この発明の１つの態様では、光学的層の繰返し単位の厚 さはシートの厚さに斜めに直線状に増大する。直線状とは、光学的層の繰返し単 位の厚さが、シートの厚さに斜めに予定の比率で増大することを意味する。光学 的層の繰返し単位の厚さの他の勾配は対数関数および／または四次関数を用いて 誘導することができる。我々は、２成分多層物体の場合に、最適光学的厚さ比 （すなわち、高分子成分の光学的厚さの比）は２：１で、「ｆ比」が1/3となる ことを見出した。ここでｆ比は次のように定義され かつ、Ｎ₁，ｄ₁およびｊは前記の通りである。他の光学的厚さの比を効果的に用 いることができる。しかし、我々は、２：１の比が一次反射率のみならず二次反 射率をも活性化させて、物体の全般的な反射率を高めることを認めた。 図１は、この発明による繰返し単位でＡＢの２成分反射フィルムの略図である 。フィルム１０は、屈折率がｎ₁の第１の高分子１２および屈折率がｎ₂の第２の 高分子１４の交互層を含んでいる。図１は、フィルムの実質的なすべての層が、 繰返し単位の光学的厚さの合計が約１９０ｎｍを上回る光学的厚さを有するこの 発明の好ましい形態を示す。図１は、また、フィルムの光学的層の繰返し単位の 厚さの直線状勾配をも示す。 屈折率ｎ₃を有することができる高分子（Ｃ）のスキン層１８が、他の層をス クラッチや老化から保護し、または他の層に対する支持体となるように反射物体 の両主外面に配設されているのがわかる。高分子Ｃは各外面ごとに同じでも異っ てもよく、場合によってはＡまたはＢ高分子成分と同じであってもよい。同様に ｎ₃はＡまたはＢ高分子のいずれかの屈折率と異っても、同じであってもよい。 スキン層はフィルムの全厚さの最大２０パーセントを構成し、かつ光学的に不 活性であることができる。スキン層の高分子は透明性、多層物体のＡおよびＢ高 分子成分との相溶性、ならびに耐久性、耐スクラッチ性および／または耐候性の 点から選択される。 選択した高分子は、３８０ｎｍから６８０ｎｍの可視波長において少なくとも ０．０３の屈折率不整合を有するのが好ましい。高分子を含めて、物質の屈折率 は、典型的には、５８９ｎｍのナトリウム蒸気のような可視範囲の使いやすい波 長で測定する。この発明の実施に使用できる適当な熱可塑性高分子樹脂の例がWh eatleyらの米国特許第5,126,880号に包含されている。Wheatleyらは、代表的な 屈折率とともに適当な熱可塑性樹脂を記述し、この発明の実施に使用可能な該樹 脂には、これに限らないけれども、ビスフェノールとチオジフェノールとのコポ リカーボネート類（屈折率＝1.59ないし1.64）、ボリメチルメタクリレートとフ ッ化ビニリデンとの配合物（1.42ないし1.49）、ビスフェノールＡポリカーボネ ート（1.59）、メチルメタクリレートとフッ化ビニリデン、ポリメチルアクリレ ートとのコポリマー（1.48）、ポリメチルメタクリレート（1.49）、ボリメチル メタクリレートとボリフッ化ビニリデンとの混合物およびコポリマー、フッ化ビ ニリデンと他のハロゲン化モノマー、たとえば、クロロフルオロエチレン、ク ロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロアセト ン、ヘキサフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロエチ レン、テトラフルエチレンおよびポリメチルメタクリレートと混合したフッ化ビ ニルとのコポリマー、ポリフッ化ビニリデンとポリ（酢酸ビニル）との混合物、 メチルメタクリレート、フッ化ビニリデンならびにクロロフルオロエチレン、ク ロロジフルオロエチレン、クロロテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロ エチレン、ヘキサフルオロアセトン、ヘキサフルオロプロピレン、ペンタフルオ ロプロピレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、およびポリメ チルメタクリレートと混合したフッ化ビニルより成る群から選ばれるモノマーと のコポリマー、ならびにポリフッ化ビニリデンとポリ（酢酸ビニル）との混合物 がある。前記屈折率は波長が異なると若干変ることがある。たとえば、ポリカー ボネートの屈折率はスペクトルの青領域の光の場合には幾分高く、スペクトルの 赤領域の光に対しては若干低い。エチレンとビニルアルコール、スチレンとヒド ロキシエチルアクリレート、スチレンと無水マレイン酸、スチレン−ブタジエン ブロックコポリマー、スチレンとメチルメタクリレート、およびスチレンとアク リル酸のような前記樹脂のコボリマーも有用である。他の有用な高分子物質には ポリエーテルエーテルケトン類、ポリブデン、無水マレイン酸グラフト化ポリオ レフインたとえばAdmer（Mitsui Chemicalsから入手可能）およびPlexar（Quant um Chemicalsから入手可能）、ならびにＣＸＡ（du Pontから入手可能）のよう なエチレンと酢酸ビニルとのコポリマーがある。後者の３種類の高分子は、多層 構造物中の他の高分子層を結合させる接着層としてとくに有用である。物体の層 を構成する高分子の選択条件は、選択した高分子が互いに少なくとも約０．０３ 異なる屈折率を有するということである。さらに、高分子は容易に同時押出が可 能のように加工温度に適合性がなければならない。 選択した高分子が同時押出に適合しうるレオロジーを有することが好ましい。 すなわち、多層フィルムを生成させる好ましい方法は同時押出法の採用にあるの で、層の不安定性や不均一性を防ぐために高分子の溶融粘度を十分に適合させな ければならない。使用する高分子は、また、フィルムが断層しないように十分な 界面付着力を有しなければならない。もしくは、第１および第２高分子層を相互 に固着させるために第３の高分子を接着層として用いることができる。 この発明による多層物体は、米国特許第3,773,882号および同第3,884,606号に 記載されているような多層同時押出装置を用いることによって調製するのがもっ とも得策である。「Improved Control of Protective Boundary Layer」という 名称で、Ramanathanらが１９９２年１０月２日に出願した一般に譲渡される米国 同時係属出願第07/955,788号に記載されているような装置によって多層物体に保 護境界層を付加することができる。Ramanthanらは、熱可塑化した押出可能な熱 可塑性物質の少なくとも第１流および第２流を供給し、それぞれの流れを分割し て、それぞれ複数の第１サブ流および複数の第２サブ流とし、サブ流を結合して 、前記第１サブ流と第２サブ流とを相互に組み合わせた複合流を生成させ、前記 複合流の外面に熱可塑化した熱可塑性物質の第３流を付与して保護バリヤー層と し、熱可塑性物質の前記第３流は、熱可塑性物質の前記第１または第２流と同等 以下の粘度を有し、かつ前記複合流の全容積の約１ないし１２．５パーセントと なる容積流量で供給され、前記保護バリヤー層を有する前記複合流を機械的に処 理することにより、処理流を生成させて、層の数を増し、さらに処理流を付形さ せて、前記第１および第２熱可塑性物質の重複層を有する多層高分子物体とし、 該層は相互に概ね平行である。多層高分子物体の同時押出法を述べている。該同 時押出装置は、それぞれが実質的に均一の層の厚さを有する多層の、同時に押出 された熱可塑性物質製造法を提供する。多層物体中の層の総数を増すためには、 米国特許第5,094,793号および同第5,094,788号に記載されているような一連の層 多重化手段を好適に使用できる。この層多重化手段は、界面表面生成装置すなわ ちＩＳＧと呼ばれる。米国特許第5,094,793号には、流体塊の第１流を分割して 複数の支流とし、支流の向きもしくは位置を変え、支流を対称的に膨張および収 縮させ、さらに支流を再結合させて、流体塊の第２流を生成させるか、または流 体塊の第１流を分割して複数の支流とし、支流の向きもしくは位置を変え、支流 を再結合して流体塊の第２流を生成させ、さらに第２流を対称的に膨張および収 縮させる、流体塊中に界面を生成させる方法および装置が記載されている。 米国特許第5,094,788号は、１つ以上の物質の別々の重なり層より成り、該層の 少なくとも１対はｘ−ｙ−ｚ座標系（ここでｚ軸は第１複合流の概ね流動方向に 延びるものとし、ｘ軸は第１複合流の横方向に延びて、層界面の横断寸法を規定 し、ｙ軸は１対の別々の重なり層の厚さ方向の平面層の界面から概ね垂直に離れ るように延びる）の概ねｘ−ｚ平面内にある概ね平面層の界面を生成する第１複 合流を分割して、ｘ軸に沿う複数の支流とし（その結果１対の別々の重なり層お よびその間に形成される概ね平面層の界面が２つ以上の支流の間に分布する）、 支流がＸ軸に沿って流れるように、Ｘ軸のみならずｙ軸に沿う少なくとも２つ以 上の支流の位置を変え、ｘ軸に沿う少なくとも２つ以上の支流の横断寸法を個別 に対称的に膨張させ、ｙ軸に沿う少なくとも２つ以上の支流の厚さを対称的に収 縮させて、１対の別々の重なり層およびその間の概ね平面層の界面を分布させる 少なくとも２つ以上の支流の流量を個々に調節し、さらに重なり合っている複数 の支流を再結合して、所定の分布状態に概ね分布された第１複合流よりも多数の １つ以上の物質の別個の重なり層を有する第２複合流を生成させることによって 、１つの主表面から対向面に向い１つ以上の物質の層の厚さの所定の分布を有す る多層フィルム製造法を述べている。 Schrenkが米国特許第3,687,589号で教示しているように、同時押出装置の供給 口を通る熱可塑化した高分子の容量を調節することによって、光学的層の繰返し 単位の厚さの勾配を多層物体内に導入することができる。Schrenkは、少なくと も２種類の合成樹脂物を同時に押出して積層複合物体とする装置を教示し、該装 置は第１熱可塑化流を送出するように用いられる第１熱可塑化合成樹脂物質供給 手段、第２熱可塑化流を送出するように用いられる第２熱可塑化合成樹脂物質供 給手段、第１流を分割して複数の支流とする手段および第２流を分割して複数の 支流とする手段（各手段は入口および出口を有する）、支流を所望のように再結 合して複合積層流とする手段、複合積層流を変形させて所望の形状にする手段、 流れと接触する流れをせん断する手段の表面の連続的機械運動によって選択的に せん断力を加える流れをせん断する手段（流れをせん断する手段は分割手段入口 に隣接し、かつ離間して配設される少なくとも１つの可動物体である）を備えて いる。もしくは、種々の供給スロットから界面表面生成装置（ＩＳＧ）に導入さ れる熱可塑化高分子の量を制御する調整弁を用いて、界面表面生成装置の上流に 光学的層の繰返し単位をもたらすことができる。多層高分子物体中に光学的層の 繰返し単位の厚さの勾配をもたらすさらに別の方法では、同時押出装置のフィー ドブロックに温度勾配を加えることができる。 操作中に、同時押出装置のフィードブロックは、熱可塑化押出機のような源か ら種々の熱可塑性高分子物質流を受容する。樹脂物質流はフィードブロック内の 機械的処理区画に移行する。この区画は当初の流れを、最終フィルムに望ましい 層数の多層流に再配列させる作用をする。場合により、多層流は、最終フィルム 中の層の数をさらに増すために、次に一連の層多重化手段（すなわちＩＳＧ）に 通すことができる。 多層流は、次に、層流が保たれるように構成、配置されている押出ダイに移行 する。このような押出装置は米国特許第3,557,265号に記載されており、該特許 は、押出装置で、互いに接している熱可塑化状態の異種熱可塑性物質の複数の近 接した流動流を押出し、各流はほぼ平行な概ね平らな面を有し、個々の流れ間の 界面にほぼ垂直方向の流れの面積を減少させ、かつ流動方向に横方向で、かつ流 れの界面にほぼ平行な流れの面積を増大させることにより、複数の流動流の断面 形状を変えて、複数の層を有するシート状の形にする（なお、層の界面は相互お よびシート状の形をした主表面にほぼ平行である）ことによってもたらされる熱 可塑性樹脂物質シートの製造法を教示する。得られた生成物を押出して、各層が 隣接層の主表面にほぼ平行な多層フィルムを生成させる。 押出ダイの形状は変えることができ、各層の厚さおよび面積を減少させるよう にすることができる。機械的整列区画から押出される層の厚さの正確な減少度、 ダイの形状、および押出後のフィルムの機械的加工量はすべて最終フィルムの個 個の層の厚さに影響を及ぼす要因である。 同時押出装置のフィードブロックは、物体が実質的に均一の幅広い帯域の反射 率を得るために、ＩＳＧにほぼ直線状の光学的層の繰返し単位を送出するように 設計するのが好ましい。最高８層の多層化の場合には、フィードブロックからの もっとも厚い層からもっとも薄い層への勾配は、もっとも厚い層ともっとも薄い 層との厚さの比が少なくとも約１．４でなければならず、４：１の比が好ましい 。さらに多い層数の多層化を用いる場合には、フィードブロックにおける勾配比 を減少させることができる。前記特許に教示されたように、一次、四次、または 他の正則関数に適合する重なり層の厚さの分布を送出するように設計することが できる。直線状の勾配を有するセグメントの重なり厚さは実質的に同じ厚さを有 する層中に冗長度を生じる。この冗長度は、反射物体内の種々の位置に同一波長 領域で反射する層群を置くことによって、層中の傷や不整合を補うので、望まし い。 同時押出装置のフィードブロックは、高分子物体の一方から他方へ厚さが漸減 する層を送出するように設計することもできる。図１４は、それぞれ第１高分子 １２および第２高分子１４の交互層がフィルム１０の面に斜めに直線状に漸減し ているこの発明のこの態様を概略示すものである。スキン層１８は付形スキン供 給スロットを用いて、フィルム１０に均一な全般的厚さをもたらすように付与さ れる。 図１４に示す態様はシート表面に斜めに異なる反射率を有する可変反射シート を提供する。すなわち、シートの測定反射率は側面から側面へと変化する。シー トは、シートに入射する可視光の少なくとも一部分を反射させるように十分な数 の交互層を含む少なくとも第１および第２の異種高分子物質を含有する。シート の個々の層の大部分は、前記高分子物質の繰返し単位の光学的厚さの合計が約１ ９０ｎｍを上回る範囲内の光学的厚さを有し、第１および第２高分子物質は屈折 率が相互に少なくとも約0.03異なる。 この発明をさらによく理解できるようにするために、次の実施例について述べ るが、この実施例は発明を説明するためのものであって、発明の範囲を限定しよ うとするものではない。 概ね米国特許第3,773,882号および同第3,759,647号に記載されている装置を用 いて、相互層が2625個の反射フィルムをつくった。該フィルムは厚さが約0.021 インチ（0.53mm）で、ポリカーボネート（ＣＡＬＩＢＲＥ３００−２２、Dow Ch emical Companyの商標）およびポリメチルメタクリレート（Cyro Acrylite H15 −003、Cyro Industriesの商標）の2625個の交互層（ＡＢ）を有していた。ＡＢ 繰返し単位の光学的厚さの合計は少なくとも１９０ｎｍであった。ポリカーボネ ート（ＰＣ）の屈折率は1.586で、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の屈 折率は1.49であった。 ５０°Ｆの示差を得るようにフィードブロック内の温度を調節することによっ て、多層フィルム中に2.76：１の光学的層の繰返し単位の厚さの勾配（光学的層 の繰返し単位のもっとも厚いところともっとも薄いところとの比）を生じさせた 。図２の実線でわかるように、フィルムの反射率は可視波長（380ないし680ｎｍ ）において８１パーセントである。 第１の試料と同一の第２のフィルム試料を調製し、さらに0.012インチ（0.30 ｎｍ）の厚さにドローダウンさせた。これによって1.75：１の厚さの減少が生じ 、熱成形条件に類似した。図２の一点鎖線からわかるように、可視範囲の全反射 率は９２％に増した。 この発明のフィルムの可視反射能力を示すために、それぞれ2496層、3744層お よび4992層を有するポリメチルメタクリレート／ポリカーボネートの２成分多層 フィルムの反射率特性を予測するためにコンピュータ・シミュレーションを行っ た。シミュレーションはKidger Optics（英国Sussex）から入手できる「Macleod Thin Film Optics」という標題のソフトウェアプログラムを使用した。フィル ムのＡＢ繰返し単位の層の光学的厚さの合計は190ｎｍから少なくとも1700ｎｍ の範囲にあると仮定した。可視波長での測定時の２つの高分子の実際の不整合に 基づき、屈折率不整合を0.1と仮定した。 2496層フィルムは、前記米国特許第5,094,793号に教示されているように、入 来624層のセグメントを４つのセグメントに分割して、該セグメントを相互の上 部に0,301／0,279／0,232／0,188の厚さ比に堆積させるために、４チャンネル可 変ベーンＩＳＧ層多重化装置のデザインを用いて調製したと仮定した。堆積の厚 さ比はベーンの位置を調節することによって、調整することが可能であり、この 実施例では、フィードブロックから４：１光学的層の繰返し単位が送出された。 3744層および4992層フィルムは２チャンネル可変ベーンＩＳＧに続き３または４ チャンネル可変ベーンＩＳＧを用いて調製したと仮定した。 2496層フィルムは厚さが0.89mmで、この厚さの２９パーセントのスキン層およ び保護境界層を含んでいた。3744層フィルムは厚さが1.58mm、4992層フィルムは 厚さが1.40mmで、それぞれ厚さの２０パーセントはスキン層および保護境界層に よって占められた。3744層フィルムは3.5：1のフィードブロック勾配を有すると 仮定され、２セグメントＩＳＧを用いて、厚さ比が0.576／0.424の層セグメント に分割された。この層セグメントを堆積させ、次に３セグメントＩＳＧによりさ らに分割して厚さ比が0.368／0.332／0.300の層セグメントにした。 4992層フィルムは3.51：1のフィードブロック勾配を有し、層セグメントは、２ セグメントＩＳＧから0.54／0.46に分割し、次いで可変４セグメントＩＳＧから 0.300／0.285／0.220／0.195に分割して堆積させた。 図３（ａ）ないし図３（ｃ）からわかるように、2496層のデザインは８０パー セントを上回る可視範囲の平均反射率を生じ、3744層のデザインは８５パーセン トを上回る可視範囲の平均反射率を生じ、８０パーセントを下回る波長はなかっ た。さらに4299層のデザインは９５パーセントの可視範囲の平均反射率を生じ、 ８５パーセントを下回る波長はなかった。 熱成形でフィルムを薄くするために、部品の最小の厚さを次式を用いて計算す ることができる。 したがって、初期の厚さが1.4ｍｍで、2300ｎｍまで反射させる4992層フィルム の場合には、部品は、可視範囲全般の反射率の均一性が失われ、紅色の微候が認 められる以前に、1.4★680／2300=0.41ｍｍの壁厚まで熱成形することができる 。 比較として、Wheatleyらの米国特許第5,122,905号の教示によってつくった262 5層を有し、高分子間の屈折率不整合が0.1である光学的に厚い２成分フィルムは 当初厚さが3.2ｍｍであったと思われる。該フィルムは紅色の微候が認められる 以前に、厚さ1.5ｍｍの部品に成形できるかもしれないが、反射率は７５パーセ ントである。このように、この発明の多層フィルムは全般的な反射率が高く、 はるかに薄い部品に成形することができる。 Alfreyらの米国特許第3,711,176号が、スペクトルの可視領域全般にわたり、 実質的に均一な反射率を有する成形可能な多層フィルムを教示していないことを 示すために、該特許に述べられている試料のスペクトルを、薄層に絞った前後で 比較するように、Macleodのソフトウェアからコンピュータ・シミュレーション を行った。図４ないし図８は、Alfreyらの特許の第５欄第２０−６５行に述べら れている実施例の計算スペクトルである。 図１−４に示したAlfreyらの実施例は可視範囲全般に不均一な反射率を示す。 同様に、Alfreyの実施例を示す図４ないし図８のスペクトルは、実施例が、可視 範囲の１部分に僅かに不均一の着色反射率を生じることを示す。図８に示す実施 例の直線状の光学的層の繰返し単位を有する500層の試料は高反射率を有する最 大バンド幅を示す（450ないし650ｎｍ）が、なお緑色の金属外観を呈し、明らか に、380ｎｍから680ｎｍまでの実質的な全可視スペクトルに及んではいない。さ らに、該フィルムを僅か２０パーセント薄くすると（すなわち、絞り比または薄 肉化係数が1.25：1）、スペクトルは大きくシフトして、図９に示すようにフィ ルムの色を（青色に）変える。 可視スペクトルの実質的な全範囲にわたり実質的に均一な反射外観を維持する この発明の特異な能力および特徴を示すために、この発明によるフィルムを、実 施例２に述べたMacleodのソフトウェアプログラムを用いてシミュレートし、さ らにAlfreyら（第５欄第６１−６４行参照）の第５番目の試料と比較した。図１ ０に2300ｎｍまでの波長に対してプロットしたAlfreyの第５番目の試料の反射率 パーセントを示す。見て分るように、該フィルムは可視スペクトルの一部のみで 反射させ、赤外波長は実質的に透過させる。図１１は、Alfreyらの原の厚さの1/ 2のフィルムの薄くした影響（すなわち絞り比２：１）について、これもMacleod のソフトウェアを用いて行ったコンピュータ・シミュレーションを示す。フィル ムの反射率は全波長に対してほぼ５パーセントに低下し、フィルムは透明になる 。 図１２は、380ｎｍから2000ｎｍの波長にわたるように設計した直線状厚さ勾 配を有しかつ厚さが1.5ｍｍのこの発明の5000層フィルム（0.1の屈折率不整合を 有するポリカーボネートおよびポリメチルメタクリレートの交互層ＡＢ）の計算 スペクトルを示す。スペクトルの可視部分のみならず赤外部分におけるフィルム の反射率は均一で高く、９３パーセントから100パーセントにわたっている。図 １３は原の厚さの1/2に薄くした（絞り比２：１で0.75ｍｍの厚さになる）後の 図１２のフィルムの計算スペクトルを示す。可視スペクトルの全体にわたり反射 率は高いだけでなく均一性も保たれている。このフィルムは紅色の徴候を現わす 以前に、僅か約0.58ｍｍの厚さまでさらに薄くなるかもしれない。 この発明を説明するために、ある典型的な態様および細目を示したけれども、 付属クレームで規定されるこの発明の範囲を逸脱せずに、本明細書に開示した方 法および装置に種々の変更を行うことが可能なことは当業者には明らかであろう 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バラズ，コンラッド・エフ アメリカ合衆国ミシガン州48640，ミドラ ンド，キャンポー 5301 (72)発明者 ルイス，レイ・エイ アメリカ合衆国ミシガン州48640，ミドラ ンド，マーク・トウェーン 3301 (72)発明者 ホィートリー，ジョン・エイ アメリカ合衆国ミシガン州48640，ミドラ ンド，イー・プレイリー 1053

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 可視スペクトルの実質的な全範囲にわたり実質的に均一な反射外観を呈 し、少なくとも第１および第２の異種高分子物質を含み、物体に入射する可視光 の少なくとも４０パーセントを反射させるように前記第１および第２高分子物質 の十分な数の交互層を含む成形可能な高分子多層反射物体で、該物体の個々の層 の大部分は、前記高分子物質の繰返し単位の光学的厚さの合計が１９０ｎｍを上 回る範囲内の光学的厚さを有する物体において、該第１および第２高分子物質は 屈折率が互いに少なくとも0.03異なり、さらに、層が、少なくとも1.25の予め定 めた延伸比の少なくとも１９０ｎｍから３４０ｎｍの光学的繰返し単位の厚さ倍 の範囲にわたる光学的層の繰返し単位の厚さの勾配を有するとともに、該物体に 対して可視スペクトルの実質的な全範囲にわたり実質的に均一な反射外観を維持 することを特徴とする成形可能な高分子多層反射物体。 ２． 前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が２より大きいことを特徴とす る請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ３． 前記第１および第２の高分子物質が繰返し単位ＡＢを有し、第１および 第２高分子物質の光学的厚さの比が２：１であることを特徴とする請求項１の成 形可能な高分子多層反射物体。 ４． 前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が３８０ｎｍから２０００ｎｍ の範囲にわたる実質的に連続な波長の有効範囲を与える関数であることを特徴と する請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ５．前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が一次関数であることを特徴とす る請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ６． 前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が四次関数であることを特徴と する請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ７． 前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が、線状勾配上に付加された四 次関数であることを特徴とする請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ８． 前記物体の個々の層の大部分が、前記高分子物質の繰返し単位の光学的 厚さの合計が１９０ｎｍないし１７００ｎｍである範囲内の光学的厚さを有する ことを特徴とする請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ９． 前記層が薄くなると、前記物体の反射率が高くまたは低くなることを特 徴とする請求項１の成形可能な多層反射物体。 １０． 物体が少なくとも１０００層を有することを特徴とする請求項１の成 形可能な多層高分子多層反射物体。 １１． 前記物体に入射する可視光の少なくとも８０パーセントを反射させる ことを特徴とする請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 １２． 前記高分子物体の少なくとも１つの層に着色剤を包含させることを特 徴とする請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 １３． 前記着色剤が、顔料および染料より成る群から選ばれることを特徴と する請求項１２の成形可能な高分子多層反射物体。 １４． 前記着色剤が、前記高分子物体の少なくとも１つの表面層に包含され ることを特徴とする請求項１２の成形可能な高分子多層反射物体。 １５．前記着色剤が、前記高分子物体の少なくとも１つの内部層と包含される ことを特徴とする請求項１２の成形可能な高分子多層反射物体。 １６． 少なくとも１つの表面層が擦過面または粗面を有することを特徴とす る請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 １７． 少なくとも１つの表面層がエッチングされてマット仕上がりまたはピ ュータ仕上がりを呈することを特徴とする請求項１の成形可能な高分子多層反射 物体。 １８． 少なくとも１つの表面層がエンボスされていることを特徴とする請求 項１の成形可能な多層反射物体。 １９． 前記物体の外部層が内部層としてバリヤ層を含むことを特徴とする請 求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ２０． 前記物体が少なくとも１つの主表面に永久的保護スキン層を含むこと を特徴とする請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ２１． 前記物体を形材として押出すことを特徴とする請求項１の成形可能な 高分子多層反射物体。 ２２． 前記物体を形材に二次加工することを特徴とする請求項１の成形可能 な高分子多層反射物体。 ２３． 前記高分子物体がシート状であることを特徴とする請求項１の成形可 能な高分子多層反射物体。 ２４． 前記高分子物体を容器にブロー成形することを特徴とする請求項１の 成形可能な高分子多層反射物体。 ２５． 前記高分子物体を照明器具、グローブやレフレクターにブロー成形す ることを特徴とする請求項１の成形可能な高分子多層反射物体。 ２６． 可視スペクトルの実質的な全範囲にわたり実質的に均一な反射外観を 呈し、少なくとも第１および第２の異種高分子物質を含み、物体に入射する可視 光の少なくとも４０パーセントを反射させるように前記第１および第２高分子物 質の十分な数の交互層を含む成形可能な高分子多層反射物体で、該物体の個々の 層の大部分は、前記高分子物質の繰返し単位の光学的厚さの合計が約１９０ｎｍ を上回る範囲内の光学的厚さを有する物体において、該第１および第２高分子物 質は屈折率が互いに少なくとも約０．０３異なり、さらに層が、前記光学的層の もっとも薄い繰返し単位およびもっとも厚い繰返し単位からの一次反射の波長が 少なくとも２倍異なるように、光学的層の繰返し単位の厚さの勾配を有すること を特徴とする成形可能な高分子多層反射物体。 ２７． 前記高分子物質がエラストマーであることを特徴とする請求項２６の 成形可能な高分子多層反射物体。 ２８． 前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が３８０ｎｍから２０００ｎ ｍの範囲にわたる実質的に連続な波長有効範囲を与える関数であることを特徴と する請求項２６の成形可能な高分子多層反射物体。 ２９． 前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が一次関数であることを特徴 とする請求項２６の成形可能な高分子多層反射物体。 ３０． 前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が四次関数であることを特徴 とす請求項２６の成形可能な高分子多層反射物体。 ３１． 前記光学的層の繰返し単位の厚さの勾配が線状勾配上に付加され四次 関数であることを特徴とする請求項２６の成形可能な高分子多層反射物体。 ３２． 前記物体の個々の層の大部分が、前記高分子物質の繰返し単位の光学 的厚さの合計が１９０ｎｍないし１７００ｎｍである範囲内の光学的厚さを有す ることを特徴とする請求項２６の成形可能な高分子多層反射物体。 ３３． 前記層が薄くなると前記物体の反射率が変化することを特徴とする請 求項２６の成形可能な高分子多層反射物体。 ３４． 物体が少なくとも１０００層を有することを特徴とする請求項２６の 成形可能な高分子多層反射物体。 ３５． 前記物体に入射する可視光の少なくとも８０パーセントを反射させる ことを特徴とする請求項２６の成形可能な高分子多層反射物体。 ３６． 光を異方に反射させ、偏光面の可視光の少なくとも５０パーセントを 反射させるように、少なくとも第１および第２の異種高分子物質の重複層を含む 複屈折光偏光子で、該偏光子の個々の層の大部分は、前記高分子物質の繰返し単 位の光学的厚さの合計が約190 nmを上回る範囲内の光学的厚さを有する偏光子に おいて、該第１および第２高分子物質は、屈折率が互いに少なくとも約0.03 異 なり、さらに層が、少なくとも約1.25の予定絞り比の少なくとも 190ｎｍから34 0 ｎｍの光学的層の繰返し単位の厚さ倍の範囲にわたる光学的層の繰返し単位の 厚さ倍の勾配を有することを特徴とする複屈折光偏光子。 ３７． 可視スペクトルの実質的な全範囲にわたり実質的に均一な反射外観を 呈すると同時に、シートの表面全体に可変反射率を有し、少なくとも第１および 第２の異種高分子物質を含み、前記シートに入射する可視光の少なくとも一部分 を反射させるように前記第１および第２高分子物質の十分な数の交互層を含む成 形可能な高分子多層可変反射シートで、該シートの個々の層の大部分が、前記高 分子物質の繰返し単位の光学的厚さの合計が約 190ｎｍを上回る範囲内の光学的 厚さを有するシートにおいて、該第１および第２高分子物質は、屈折率が互いに 少なくとも 0.03 異なり、さらに、個々の層は、前記シートに斜めに厚さが異な りかつ該層が、前記光学的層のもっとも薄い繰返し単位およびもっとも厚い繰返 し単位からの一次反射の波長が少なくとも２倍異なるような光学的層の繰返し単 位の厚さの勾配を有することを特徴とする成形可能な高分子多層可変反射シート 。