KR100336546B1

KR100336546B1 - 완전중합체성냉경

Info

Publication number: KR100336546B1
Application number: KR1019950701448A
Authority: KR
Inventors: 죤알렌휘틀리; 그레그알렌모터
Original assignee: 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
Priority date: 1992-10-16
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 2002-10-11
Also published as: AU5139093A; KR950703744A; WO1994009392A1; EP0664893B1; CN1097254A; CA2147157A1; EP0664893A1; US5339198A; JPH08502597A; US5552927A; DE69325281D1; MX9306418A; TW235342B; DE69325281T2

Abstract

가시광선 파장은 반사시키면서 적외선 파장의 상당 부분은 투과시키는 완전 중합체성 냉경이 제공된다. 당해 냉경은 냉경에 입사되는 최대 반사 가시광선(파장: 380 내지 680nm)의 50% 이상을 반사시키며 적외선(680 내지 2,000nm)의 50% 이상은 투과 또는 흡수시키도록 하기에 충분한 수의 적어도 상이한 제1 중합체성 재료와 제2 중합체성 재료의 교대층을 포함한다. 당해 냉경은 자외선을 반사하거나 흡수하도록 고안될 수 있다.

Description

완전중합체성 냉경

본 발명은 스펙트럼 중 적외선 파장 영역의 광은 상당부분 투과시키면서 가시광선 파장 영역의 광은 반사시키고, 자외선 영역의 광은 반사시키거나, 투과시키거나 흡수하도록 설계될 수 있는 냉경(cold mirror), 특히 완전중합체성(all polymeric) 냉경에 관한 것이다.

의학 치료, 창문 장식품, 극장용 조명 및 기타 용도에 사용되는 조명 시스템을 제조할 때에는 조명 대상에 조사되는 적외선이나 자외선 광의 유해한 영향으로 인한 문제가 있다. 적외선을 방출하는 광원은 조명 대상을 가열시킬 수 있는데, 이는 때때로 바람직하지 않으며, 조명 대상에 손상을 준다. 예를 들어, 루비, 진주와 같은 특정 보석은 함수량이 상당하기 때문에 보석을 조명하기 위해 사용된 광으로 인하여 적외선 가열되어 습기가 상실되는 경우, 광택이 손실된다.

자외선을 방출하는 광원은 또한 조명 대상을 손상시킬 수 있다. 예를 들어, 자외선은 박물관 및 미술관에 전시된 유화 및 태피스트리(tapestry)의 퇴색의 요인이다. 소매 대리점에서의 일반적인 상품 전시품 또한 자외선에 의해 손상되기 쉬울 수 있다. 더욱이, 광원으로부터 자외선과 적외선이 조합되면 조명 대상을 더욱 빠르게 분해시킬 수 있다.

이러한 문제점들을 제거하기 위해, 광의 가시광선 파장은 반사하지만, 보다 긴 파장의 적외선 또는 보다 짧은 파장의 자외선은 투과시키는 냉경[이를 또한 냉광경(cold light mirror)으로 칭한다]이 개발되어 왔다. 이 냉경은 광원으로부터 나오는 가시광선이 조명대상 위에 반사되도록, 그리고, 적외선이 거울을 통해 투과되어 조명대상으로부터 멀어지도록 장치되며, 그럼으로써, 조명대상에 대한 가열과 잠재적 손상이 최소화된다. 냉경은 영사기용 램프로, 스튜디오 및 극장, 미술 전시품, 상점 창문용 조명등으로 및 보안 및 의학적 용도로 현재 널리 사용되고 있다.

통상적으로, 냉경은 유리 기재에 대해 교대로 제공된 고굴절 유전체 및 저굴절 유전체의 홀수개의 비흡광층을 포함한다. 산화티탄과 이산화규소 뿐만 아니라 황화아연과 플루오르화마그네슘은 보편적으로 사용되는 2개의 유전체이다. 이러한 냉경을 제조하는 통상적인 방법은 고진공 침착법이다.

예를 들어, 영국 특허 제1,262,163호는 유리 기재위에 간섭층을 진공 침착시켜 형성된, 영사기에서 사용되는 냉경을 개시하고 있다. 이러한 기재는 가열광선을 투과시키고, 규소, 이산화규소 및 플루오르화마그네슘 및 산화티탄의 다양한 교대층을 포함한다.

유리에 대한 대체품으로 맥린틱(Mclintic)의 미합중국 특허 제3,944,320호에 개시된 금속 기재가 사용되었는데, 이 특허는 제1 및 제2 착색 유리 피복물 및 유전성 간섭 피복물로 피복된 금속 기재를 포함하는 냉경을 개시한다. 그러나, 금속이 적외선을 반사할 것이므로, 이 냉경은 적외선을 흡수할 수 있는 흑색 유리 에나멜의 첨가를 필요로 한다.

닥터로프(Doctoroff) 등의 미합중국 특허 제3,645,601호에는 또한 광의 가시광선 파장을 반사하고, 적외선 파장은 흡수하거나 방산시키는 유전성 간섭 피복물을 포함하는 알루미늄 기재를 포함하는 반사체가 개시되어 있다.

그러나, 선행 기술의 냉경의 주요 단점은 비교적 값비싸고 시간 소비적인 진공 침착 기술을 사용하여 다수의 별도의 가공 단계로 유전체를 침착시킬 필요가 있다는 점이다. 또한, 각각의 개별 기재의 전체 표면에 대해 필름 두께가 균일하도록 하기 위해 특별한 주의를 기울여야 한다. 또한, 일단 침착되면, 피복물 및 이 피복물이 접착된 기재를 추가로 형상화하거나 성형할 수 없다. 또한, 피복물은 쪼개지고/거나, 긁히고/거나, 부식되기 쉬우므로 보호해야 한다. 이들 모든 인자는 제조 비용을 가중시킨다. 유리 기재위에 층을 침착시킬 필요가 있으므로 최종 생성물의 두께 및 중량이 증가된다. 진공 침착 기술이 사용되어야 하므로, 큰 표면적을 덮는 피복물을 제조하는 것이 어렵고 값비싸고, 그 결과, 이러한 난점 및 경비로 인하여 많은 수의 냉경은 비교적 작은 크기를 갖는다. 결정적으로, 특정 기하구조를 갖는 부품의 경우에는 진공 침착 기술을 사용할 수 없다. 예를 들면, 튜브 또는 깊은 공동의 내부는 표준 진공 침착 기술을 사용하여 피복할 수 없다.

또 다른 유형의 냉경은 텅스텐 또는 할로겐 램프의 반사체에 대해 통상적으로 사용되는 이색(다층 간섭 필름) 피복물을 이용한다. 이러한 이색성 냉경은 가시광선은 반사하면서, 적외선은 투과시키고 자외선은 흡수하는 금속 필름으로 피복된 유리 표면을 포함한다. 예를 들어, 레빈(Levin) 등의 미합중국 특허 제 4,604,680호에는 텅스텐 할로겐 광원, 및 조립체의 렌즈에 적외선을 향하게 하기 위해 유리 기재상에 다수의 이산화티탄 및 이산화규소 층이 피복된 유리 기재를 포함하는 이색성 열경 및 냉경(dichroic hot and cold mirrors)을 사용하는 보안용 적외선 투과 조명이 개시되어 있다. 이러한 이색성 반사체는 자외선에 대한 장시간의 노출로 인해 미술 작품이 열화되는 것을 방지하기 위해 박물관 전시품용 할로겐 램프에 광범위하게 사용되어 왔다.

로슨(Lawson)의 미합중국 특허 제4,380,794호에는 진공 침착된 이색성 피복물을 그 위에 갖는 고온 내성의 폴리에테르이미드를 포함하는, 수술용 냉경이 개시되어 있다. 고온 내성 중합체는 이색성 피복물의 진공 침착시에 접하게 되는 온도를 견딜 수 있도록 하기 위해 사용된다.

기타의 할로겐 램프는 필라멘트에 대해 적외선을 재반사하는 내부 필라멘트 튜브에 대한, 가시광선 투과성, 적외선 반사성의 피복물에 의해 더욱 냉광(cooler light)을 생성시킨다. 적외선 조사는 필라멘트 온도를 유지하고 가시광선 광을 더욱 많이 생성시키기 위해 사용된다. 그러나, 이러한 램프는 제조 비용이 매우 비싸다.

다층 중합체 반사 필름이 공지되어 있다. 알프레이 2세(Alfrey, Jr.) 등의 미합중국 특히 제3,711,176호는 박막 기술을 사용하여 제조한 고반사성 다층 열가소성체를 개시한다. 즉, 알프레이 2세의 2개 이상의 상이한 열가소성 물질로부터 제조된, 반사성 박막 층은 광의 보강 간섭에 의존하여 전자 기선 스펙트럼의 반사된 가시광선, 자외선 또는 적외선 영역을 생성시킨다. 이러한 반사성 박막은 필름의 무지개 빛깔의 반사성으로 인해 장식용 물품에서 사용되어 왔다.

2개 이상의 상이한 중합체 물질로부터 제조된 기타의 중합체 다층 반사체가 또한, 공동으로 양도된 휘틀리(Wheatley) 등의 미합중국 특허 제5,122,905호, 휘틀리의 미합중국 특허 제5,122,906호 및 휘틀리의 미합중국 특허 제5,126,880호에 기술된 바와 같이 당해 분야에 공지되어 있다. 그러나, 이러한 반사체는 적외선 영역에서도 반사될 뿐만 아니라, 실질적으로 전체 가시광선 영역에 대해 균일하게 반사성이 되도록 설계되어 있다.

따라서, 제조하기에 값싸고 용이하며, 광의 가시광선 파장은 반사시키면서 적외선 파장은 투과시키는 냉경이 당해 분야에서 여전히 필요하다. 또한, 성형되고 /되거나 복잡한 형태로 구부러질 수 있는 냉경, 독립적으로 정치되어 있어 지지용 유리 또는 금속 기재가 필요없는 냉경 및 다양한 기타 기재에 적층될 수 있는 냉경이 필요하다. 또한, 자외선 파장을 반사하거나 흡수하도록 고안될 수 있는 냉경이 또한 필요하다.

본 발명은 선행기술에서 사용된 냉경보다 제조 비용이 훨씬 더 싸고, 자체적으로 지지되는 시트로서 또는 중합체 또는 비중합체 기재에 적층된 필름으로서 형성될 수 있는 완전 중합체성 냉경을 제공함으로써 상기 요구를 충족시킨다. 추가로, 본 발명의 냉경은 다양한 복잡한 형태로 성형하거나 구부릴 수 있다. 본원에서 "중합체성 냉경"은 거울에 부딪힌 가시광선의 상당량을 반사시키면서 상당량의 적외선을 투과시키는 다수의 다양한 중합체층을 포함하는 물체를 의미한다.

본원에서, 용어 "반사성의", "반사성", "반사" 및 "반사율"은 중합체가 금속성 외관을 갖도록 하기에 충분한 반사경의 총 반사율(즉, 입사파 에너지에 대한 반사파 에너지의 비)을 의미한다. 이러한 용어는 반-거울 또는 방산성 반사를 포함하는 것으로 사용된다. 예를 들어, 냉경의 한쪽 또는 양쪽 표면은 이 냉경에 의해 반사되거나 투과된 광을 방산시키도록 엠보싱 가공(embossing)하거나 표면에 모양을 만들수 있다. 일반적으로, 반사율 측정값은 거울 둘레와 중심의 각이 15°의 정각인 일시적 원뿔형으로의 광선의 반사율을 의미한다. 본원에서 사용된 용어 "상이한"은 중합체성 재료가 굴절률을 제외한 다른 면에서는 차이가 날 필요가 없음을 의미한다. 따라서, 인접한 층들이 화학적으로는 상이하지만, 이러한 물질이 굴절률이 동일하다면, 본 발명에서는 이들은 "상이한" 물질이 아니다.

본 발명에 사용된 반사율 또는 투과율의 특정 강도는 실질적인 흡수가 일어나지 않는 경우의 파장을 의미한다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 양태에서, 냉경은 파장 범위가 380 내지 680nm인 가시광선을 반사하도록 설계된다. 적외선과 같은 파장이 다른 광은 거울을 통해 통과한다(즉, 투과된다). 반사의 강도는 가시광선 파장에서의 값을 의미한다.

본 발명의 하나의 양태에 따라, 입사되는, 파장이 380 내지 680nm인 최대 반사 가시광선의 50% 이상이 반사되고, 파장이 680 내지 2000nm인 적외선의 50% 이상이 투과되거나 흡수되기에 충분한 수의 제1 중합체성 재료와 제2 중합체성 재료의 교대층을 포함하는, 적어도 상이한 제1 중합체성 재료와 제2 중합체성 재료로 이루어진 완전 중합체성 냉경이 제공된다. 본원에서, 최대 반사 가시광선은 반사율이 가장 큰 가시광선 범위의 파장을 의미한다.

본 발명의 하나의 양태에서, 냉경에 입사되는, 파장이 300 내지 380nm인 자외선의 50% 이상이 또한 반사된다. 본 발명의 또다른 양태에서, 냉경에 입사되는, 파장이 300 내지 380nm인 자외선의 50% 이상이 흡수된다. 자외선을 흡수하기 위한다양한 장치를 사용할 수 있다. 다수의 시판용으로 구입가능한 중합체는 이미 UV 흡수 첨가제를 함유하고 있다. 추가로, 후자의 양태에서, 자외선 흡수성 염료 또는 안료를 외부층 또는 1개 이상의 내부층에 제공할 수 있다. 이러한 염료 또는 안료는 거울에 동, 구리, 금 또는 기타 색과 같은 금속성 외관을 부여할 수 있다. 대안으로, 냉경으로부터의 자외선 파장의 반사는 이러한 파장에서의 반사를 선택적으로 억제하는 층 두께와 굴절률의 조합을 사용하여 억제할 수 있다.

또한, 기타의 층 두께와 굴절률의 조합을 사용하여 특정 가시광선 파장에서의 반사를 억제하여 반사되고/되거나 투과된 광이 특정 스펙트럼 특성을 갖도록 하는 더욱 다양한 색상의 냉경을 설계할 수 있다. 본 발명의 독특한 이점은 다층 거울이 광원에서의 파장 결핍을 보충하도록 제조될 수 있다는 점이다. 이렇게 하여, 냉경과 광원이 조화되어 바람직한 반사 특성을 생성시킬 수 있다. 예를 들어, 보석세공인은 특정 보석을 더욱 광나게 하기 위해 이를 청색광에 전시하고 싶어할 수도 있다. 또한, 환자 치아를 캡핑(capping)하는 치과의사 또는 기관이 건강한지 병들었는지를 관찰하기 위해 수술중에 기관의 색을 검토하는 외과의사의 경우에서와 같이 물체의 색을 일광으로 조절된 조명 시설에 의해 조사된 색으로 알기 위해 색상 연출을 이용할 수 있다.

냉경의 대다수의 각각의 층의 광학 두께는 반복단위(2성분 거울의 경우에는 AB와 같은)중의 광학 두께의 합이 190 내지 340nm의 범위내에 있도록 하는 범위이다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 반복단위 AB를 갖는 2성분 거울의 경우에, 제1 중합체성 재료와 제2 중합체 재료의 굴절률이 380 내지 680nm의 파장 범위에서 서로 0.03 이상만큼 차이나고, 2개의 중합체 성분의 광학 두께의 비, 즉 "f 비"는 거울로부터의 2차 반사를 억제하기 위해 1/2이다.

본 발명의 또다른 양태에서, 거울에 입사되는, 파장이 680 내지 2000nm인 적외선의 80% 이상이 투과된다.

실질적으로 투명한 다수의 중합체가 본 발명에서 사용하기에 적합하다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 제1 중합체 재료는 폴리스티렌을 포함하고, 제2 중합체 재료는 폴리에틸렌을 포함한다. 일반적으로, 냉경에 사용하기 위해 선택되는 각각의 중합체는 적외선 스펙트럼에서의 파장(680 내지 2000nm)에 대해 실질적으로 투과성이어야 한다. 2개 이상의 광학적으로 상이한 중합체가 사용될 수 있으나, 3개 이상의 다양한 중합체의 다성분 구조가 본 발명의 범주내에 있다.

본 발명의 특정 양태에서, 200개 이상의 층을 포함하는 중합체 냉경을 제조하는 것이 바람직하다. 중합체 거울에서 층의 수가 증가하면 이의 반사성(즉, 거울로부터 반사된 입사광의 %)이 증가되는 것이 밝혀졌다. 따라서, 층의 수를 조절함으로써 거울의 반사도를 조절할 수 있다. 거울의 반사성을 훨씬 더 증가시키기 위해, 층의 수를 1000개 이상의 과량으로 증가시킬 수 있다. 파장 380 내지 680nm 범위의 스펙트럼의 가시광선 영역에 대해 80% 이상의 반사율값은 본 발명의 범주내에 속한다. 그러나, 더욱 두꺼운 거울은 더 많은 양의 광을 흡수할 수 있으므로, 전체 거울의 두께가 너무 두꺼워지지 않도록 주의를 기울여야 한다. 거울의 총 두께가 0.025 내지 6.35mm(1.0 내지 250mil)인 것이 본 발명의 범주내에 속하며, 0.635 내지 3.18mm(25 내지 125mil)의 두께가 바람직하다.

중합체성 냉경을 원하는 형태로 성형하기 위해서는, 이를 투명한 기재에 적층시키거나, 이와 함께 공압출하는 것이 가장 바람직하다. 다른 방법으로는, 중합체성 냉경을 필름으로 제조하여 원하는 형태로 성형한 다음, 동일한 형태의 예비성형된 기재에 적층시키는 방법을 사용할 수 있다. 냉경을 제조하기 위한 기타의 기술로는 중합체성 냉경의 필름을 주형 속에 넣고, 중합체성 기재 물질을 주형 속에 필름에 대해 주입하여 구조적 지지체를 제공하는 인서트(insert) 사출 성형 방법 등이 있다. 적합한 투명한 기재에는 유리뿐만 아니라 본 발명의 수행에 있어서 유용한 중합체의 단일 시트등을 들 수 있다. 목적한 반사체 구조로 압출될 수 있는 물질 또는 열성형성 물질이 바람직하다. 스펙트럼의 적외선 영역에서 방산적으로 반사되는 것이 바람직한 경우에는 불투명한 기재 또한 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 중합체성 냉경은 요면체, 철면체, 포물면 등의 형태로 성형될 수 있다. 이러한 냉경은 유리 기재위에 형성된 냉경 보다 파단에 대한 내성이 더욱 클것이다.

중합체성 냉경은 독립적인 시트 또는 필름으로서도 제조될 수 있다. 또한, 냉경 시트 또는 필름은 작은 단편(경판)으로 절단되어 액체 비히클과 혼합, 피복가능한 분산액을 형성할 수 있다. 이렇게 하여, 이 분산액을 기재 위에 단순히 피복시킴으로써 어떠한 기재 위에도 냉경을 형성할 수 있다. 다른 방법으로는, 예컨데, 중합체성 기재를 가열하여 연화시키면서 엠보싱 롤을 사용함으로써, 냉경은 기재의 표면방향에 엠보싱된 다수의 경판으로부터 형성될 수 있다.

냉경은 또한 접착성 기재의 표면에 도포되어 고정된 다수의 경판으로부터 형성될 수 있다. 냉경은 또한 기재의 표면에 다수의 경판을 도포한 후, 투명 시트를경판에 적층시킴으로써 형성될 수 있다.

본 발명의 바람긱한 양태에서, 중합체 냉경은 반복단위 AB로 교대하는 층의 상이한 제1 중합체성 재료와 제2 중합체 재료를 포함한다. 중합체성 냉경은 또한 1개 이상의 주요 표면위에 보호용 표면층을 포함할 수 있다. 표면층은 제거될 수 있거나, 영구적이어서 내긁힘성 또는 내후성 보호층으로서 작용할 수 있다. 추가로, 이러한 표면층은 공압출 후에 거울에 후-적용시킬 수 있다. 예를 들어, 표면층은 피복물 위에 분무되어 제공될 수 있으며, 이는 거울의 표면을 균질화시켜 광학 특성을 개선시키고, 내긁힘성, 내화학약품성 및/또는 내후성을 부여할 것이다. 표면층은 또한 다층 중합체성 거울에 적층될 수 있다. 적층화는 용이하게 압출될 수 없는 중합체의 경우에 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 가시광선 파장에서는 광을 반사시키면서 적외선 파장은 투과시키고, 선행 사용된 냉경보다 비용이 적게 들고, 다양한 용도를 위한 기재에 적층될 수 있는 완전 중합체성 냉경을 제공하는 것이다. 본 발명의 이러한 목적 및 기타 목적 및 이점은 하기의 상세한 설명, 첨부된 도면 및 특허청구의 범위로부터 명백해질 것이다.

제1도는 본 발명의 2성분 중합체성 냉경(이때, 필름은 이의 양쪽 외부 표면에 보호용 표면층을 포함한다)의 개략적 단면도이고;

제2도는 본 발명에 따라 제조된 중합체성 냉경에 대한 파장 대 투과율의 그래프이며;

제3도는 본 발명에 따라 제조된 중합체성 냉경에 대한 파장 대 투과율의 또다른 그래프이다.

본 발명은 낮은 제조비용, 제조중 및 제조 후 모두의 성형적성, 및 다양한 기재에 적층될 수 있는 능력을 포함하여, 선행 기술의 냉경에 비하여 다수의 이점을 갖는 완전 중합체성 냉경을 제공한다.

굴절율이 상이한 층으로부터의 다중 반사의 광학 이론은 재료의 각각의 층 두께 및 굴절률 둘 다에 대한 효과의 의존성을 설명한다[참조: Radford et al., "Reflectivity of Iridescent Coextruded Multilayered Plastic Films", Polymer Engineering and Science, 13, 3, p. 216(1973)]. 통상적인 입사각에 대한 2성분 완전 중합체성 냉경에 대한 주요 또는 1차 반사 파장은 아래 방정식으로 나타난다.

λ₁=2(n₁d₁+n₂d₂)

상기식에서,

λ₁은 1차 반사의 파장(nm)으로 380 내지 680nm 범위의 일부 또는 전부에 해당하고,

n₁및 n₂는 두 중합체의 굴절률이고,

d₁및 d₂는 두 중합체의 층 두께(nm)이다.

d₁=d₂인 경우, 반복 단위의 광학적 두께는 190 내지 340nm이다.

알 수 있는 바와 같이, 1차 반사 파장은 두 중합체의 광학적 두께의 합에 비례한다(여기서, 광학적 두께 n₁d₁은 층 두께에 굴절률을 곱한 것이다). 1차 반사 이외에도, 고차 반사가 1차 반사의 정수개로 발생한다. 이들 고차 반사의 상대적인 강도는 중합체 성분의 광학적 두께비에 의존한다. 광학적 두께의 특정비, f 비를 선택된 고차 반사를 억제하기 위해 선택할 수 있으며, 이때, 광학적 두께 비, fi는 다음과 같이 정의된다.

상기식에서,

m은 광학적 반복 단위 중의 층수이고,

ni는 중합체 i의 굴절률이고,

di는 중합체 i의 층 두께이다.

380 내지 680nm의 광범위한 파장을 반사하는 중합체성 냉경을 제조하기 위하여, 거울 두께에 따라 층 두께의 변화가 도입될 수 있다. 따라서, 한가지 양태에 있어서, 층 두께는 거울 두께에 따라 단조롭게 증가한다. 이는 층두께가 슈렝크 (Schrenk)의 미합중국 특허 제3,687,589호에 나타난 바와 같이, 거울 두께를 따라 일정 비율로 증가함을 나타낸다. 상기 방정식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 각각의 층 두께 변수 d는 거울의 광학 특성에 직접적인 영향을 미친다.

상기한 380 내지 680nm 범위내에서 반사하기 위해 필요한 광학적 층 두께는 거울에 대한 통상적인 입사각(즉, 0°)에서의 광의 반사에 대해 기술되어 있다. 반사된 파장은 광의 입사각에 따라 다르다. 입사각이 0°(통상적인 입사각) 내지 45°로 변하는 경우, 전이값은 약 55nm이다. 따라서, 본 발명에 따른 냉경은 특정 입사각이 가시광선 범위와 같은 목적하는 범위내로 반사된 파장을 전이시키도록 고안할 수 있다.

파장 전이 및 통상적인 입사각에서 모든 광이 냉경에 부딪히지 않을 가능성을 조절하기 위하여, 층의 광학적 두께는 다소 넓은 범위인 380 내지 782nm로 조절되도록 설계할 수 있다. 이러한 설계에서 층의 광학적 최대 두께는 15% 증가하여 반복 단위에서의 광학적 두께의 합이 190 내지 391nm이다. 이러한 설계는 광이 통상적이지 않은 각도로 입사되더라도 거울에 부딪히는 가시광선의 실질적 전반사를 보장한다.

제1도는 본 발명에 따른 반복 단위(AB)를 갖는 2성분 완전 중합체성 냉경(10)을 개략적으로 설명한다. 거울(10)은 굴절률 n₁의 제1 중합체(A)(12)와 굴절률 n₂의 제2 중합체(B)(14)의 교대층을 포함한다. 제1도는 실질적으로 거울의 모든 층의 광학적 두께가, 반복 단위의 광학적 두께의 합이 190 내지 340nm로 변하는 바람직한 유형을 나타낸다. 제1도는 또한 거울의 두 주요 외부 표면에 위치하고 있는 중합체의 표면 층(C)(18)이 긁힘이나 풍화로부터 다른 층을 보호하거나, 다른 층을 지지 하거나, 지지 기재에 대한 적층용 접착층으로 작용함을 나타낸다. 표면층 중합체는 각 표면에서 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 표면층 중합체의 굴절률 n₃는 내부층 A 및 B와 동일하거나 상이할 수 있다.

바람직하게는, 선택된 중합체는 380 내지 680nm의 파장에서의 굴절률 차이가 0.03 이상이다. 바람직한 중합체성 냉경은 제1 중한체성 재료로서의 폴리스티렌과제2 중합체성 재료로서의 폴리에틸렌을 포함한다. 일반적으로 각각의 중합체는 적외선 스펙트럼(680 내지 2000nm) 부근의 파장에서 실질적으로 투명해야 한다.

자외선 파장의 반사를 목적하지 않는 경우, 자외선 흡수 염료가 외부 표면층의 한층 또는 두층 모두에 또는 하나 이상의 내부층에 존재하는 것이 바람직하다. 자외선 흡수 염료는 또한 후-적용된 피복물 또는 층에 존재할 수 있다. 다수의 열가소성 중합체가 안정성을 개선하기 위해 내부에 혼입된 자외선 흡수 화합물을 갖는다.

또는, 층 두께와 굴절률을 조합함으로써 자외선 파장에서의 반사를 선택적으로 억제할 수 있다. 자외선 파장의 전이를 목적하는 경우, 자외선에 의한 분해에 대해 본래 내성이 있는 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 중합체는 자외선에 의한 분해에 대해 내성이 있을 뿐만 아니라 자외선의 비흡수체인 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함한다.

본 발명의 중합체성 다층 반사체는 광범위한, 일반적으로 투명한 열가소성 물질의 교대층을 포함할 수 있다. 적합한 열가소성 수지가 휘틀리 등의 미합중국 특허 제5,122,905호에 열거되어 있다. 본 발명의 실행에 사용될 수 있는, 대표적인 굴절률과 함께 열거되어 있는 적합한 열가소성 수지는 다음을 포함하나 이에 제한되지는 않는다: 퍼플루오로알콕시 수지(굴절률=1,35), 폴리테트라플루오로에틸렌 (1.35), 플루오르화 에틸렌 ·프로필렌 공중합체(1,34), 실리콘 수지(1.41), 폴리비닐리덴 플루오라이드(1.42), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(1.42), 에폭시 수지 (1.45), 폴리(부틸 아크릴레이트)(1,46), 폴리(4-메틸펜텐-1)(1.46), 폴리(비닐 아세테이트)(1.47), 에틸 셀룰로오스(1.47), 폴리포름알데히드(1.48), 폴리이소부틸 메타크릴레이트(1.48), 폴리메틸 아크릴레이트(1,48), 폴리프로필 메타크릴레이트 (1.48), 폴리에틸 메타크릴레이트(1.48), 폴리에테르 블록 아미드(1.49), 폴리메틸 메타크릴레이트(1.49), 셀룰로오스 아세테이트(1.49), 셀룰로오스 프로피오네이트 (1.49), 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(1.49), 셀룰로오스 니트레이트(1.49), 폴리비닐 부티랄(1.49), 폴리프로필렌(1.49), 폴리부틸렌(1.50), 이온중합체성 수지[예: 상품명 설린(Surlyn)](1.51), 저밀도 폴리에틸렌(1.51), 폴리아크릴로니트릴(1.51), 폴리이소부틸렌(1.51), 열가소성 폴리에스테르[예: 상품명 엑델(Ecdel)] (1.52), 천연 고무(1.52), 퍼부난(1.52), 폴리부타디엔(1.52), 나일론(1.53), 폴리아크릴성 이미드(1.53), 폴리(비닐 클로로아세테이트)(1.54), 폴리비닐 클로라이드 (1.54), 고밀도 폴리에틸렌(1.54), 메틸 메타크릴레이트와 스티렌의 공중합체[예: 상품명 젤론(Zerlon)](1.54), 투명한 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 삼원공중합체(1.54), 알릴 디글리콜 수지(1.55), 폴리비닐리덴 클로라이드와 폴리비닐 클로라이드의 배합물[예: 상품명 사란(saran) 수지](1.55), 폴리알파-메틸스티렌(1.56), 스티렌-부타디엔 라텍스[예: 상품명 다우(Dow) 512-K](1.56), 폴리우레탄(1.56), 네오프렌(1.56), 스티렌과 아크릴로니트릴의 공중합체[예: 상품명 티릴(Tyril) 수지](1.57), 스티렌과 부타디엔의 공중합체(1.57), 폴리카보네이트(1.59), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜과 같은 기타 열가소성 폴리에스테르(1.60), 폴리스티렌(1.60), 폴리이미드(1.61), 폴리비닐리덴 클로라이드 (1.61), 폴리디클로로스티렌(1.62), 폴리설폰(1.63), 폴리에테르설폰(1.65) 및 폴리에테르이미드(1.66). 전술한 굴절률은 상이한 파장에서 다소 변할 수 있다. 예를 들면, 폴리카보네이트의 굴절률은 스펙트럼의 청색 영역의 광에 대해 다소 커지고 스펙트럼의 적색 영역의 광에 대해 다소 작아진다. 에틸렌과 비닐 알콜, 스티렌과 하이드록시 에틸아크릴레이트, 스티렌과 말레산 무수물, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 스티렌과 메틸메타크릴레이트, 및 스티렌과 아크릴산과 같은 위의 수지의 공중합체가 또한 유용하다. 다른 유용한 중합체성 물질은 폴리에테르에테르케톤, 폴리부텐, 말레산 무수물 그라프트된 폴리올레핀[예: 미쓰이 케미칼즈(Mitsui Chemicals)사의 아드머(Admer) 및 퀀텀 케미칼즈(Quantum Chemicals)사의 플렉사(Plexar)] 및 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체[예: 듀퐁(du Pont)사의 CXA]를 포함한다. 후자의 세 물질은 다층 구조내에서 다른 중합체성 층을 함께 접착시키는 접착층으로서 특히 유용하다. 몸체의 교대층을 구성하는 중합체를 선택하는 조건은, 선택된 중합체의 굴절률이 서로에 대해 약 0.03 이상으로 차이나는 것이다. 또한, 중합체는 압출 온도에서 혼화되어 용이하게 공압출될 수 있어야 한다. 폴리에테르이미드[예: 제너럴 일렉트릭 캄파니(General Electric Company) 사의 울템(ULTEM) 수지]는 냉경이 고온에 직면하게 되는 경우 특히 유용하고 층 또는 기재 물질로서 사용된다. 다른 유용한 중합체는 글루테르 이미드와 메틸 메타크릴레이트의 공중합체이며, 또한 층 또는 기재 물질로서 사용할 수 있는 롬 앤드 하스(Rohm and Haas)사의 카막스(KAMAX) 수지(굴절률 1.54)를 포함한다.

선택된 중합체는 물성이 공압출에 대해 적합한 것이 바람직하다. 즉, 중합체성 냉경을 형성하는 바람직한 방법은 공압출 기술을 사용하는 것이며, 중합체의 용융 점도는 층의 불안정성 또는 비균일성을 방지하는데 합리적으로 적합해야 한다. 또한, 사용되는 중합체는 필름이 이층되지 않도록 계면 접착성이 충분해야 한다. 또한, 영구 또는 비영구 표면층을 사용할 수 있다.

본 발명의 또다른 양태에서는, 탄성중합체를 교대 중합체성 재료로서 사용할 수 있다. 탄성중합체를 사용하여 냉경에 다수의 목적하는 특성을 제공할 수 있다. 예를 들면, 탄성중합체성 냉경은 변형시켜 다양한 촛점 길이의 거울을 만들 수 있다. 또한, 역연신 및/또는 이완에 의해 탄성중합체성 거울은 거울의 최대 반사특성을 이동시키고; 거울을 탄성 중합체의 연신 또는 이완에 의해 목적하는 파장을 반사하도록 "튜닝(tuning)"시킬 수 있다. 본 발명에서 교대 중합체성 재료로서 사용하기에 적합한 탄성중합체가 슈렝크 등의 미합중국 특허 제4,937,134호에 기재되어 있다. 이 특허는 개선된 광학 계면 필름을 제공하기 위한 실질적인 투명도, 탄성, 굴절률의 차이 및 가공성의 특성을 갖는 탄성중합체에 관한 것이다. 적합한 폴리우레탄 탄성중합체는 폴리테트라메틸렌 글리콜 에테르 열가소성 폴리우레탄 및 폴리아디페이트 에스테르 열가소성 폴리우레탄을 포함한다. 이러한 열가소성 폴리우레탄은 시판되고 있다. 효과적인 것으로 밝혀진 중합체 쌍은 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)사의 상품명 펠레탄(Pellethane) 2103-70A와 펠레탄 2363-65D이다. 둘다 폴리테트라메틸렌 글리콜 에테르 열가소성 폴리우레탄이다. 전자는 반사율이 1.51인 반면, 후자는 반사율이 1.57이다. 둘다 본 발명에 사용되는 전형적인 필름 두께에서의 투명도가 우수하다. 조성물의 굴절률은 경질(이소시아네이트) 대 연질(폴리올) 단편의 비를 변화시켜 조정할 수 있다. 다른 탄성중합체가 위에 기술한 폴리우레탄과의 혼합물 상태로 사용될 수 있다. 예를 들면, 아토켐 인코포레이티드(Atochem Inc.)사의 상품형 퍼박스(Pebax)인 폴리에테르 블록 아미드 및 이스트앤 케미칼 프로덕츠, 인코포레이티드(Eastman Chemical Proaucts, Inc.)사의 상품명 엑델인 가요성 코폴리에스테르는 둘다 본 발명에서 효과적으로 작용하는데 필요한 투명도, 굴절률, 물성 특성 및 탄성을 갖는다. 퍼박스 탄성중합체성 폴리에테르 블록 아미드는 강성 폴리아미드 분획과 가요성 폴리에테르 분획의 일반식의 선형쇄로 이루어진다.

적합한 등급에 퍼박스 폴리에테르 블록 아미드는 4033,3533 및 2533 계열을 포함한다. 이 화합물 계열의 굴절률은 각각 1.49, 1.48 및 1.49이다. 엑델 PCCE 코폴리에스테르는 굴절률이 1.52이다. 이들 탄성중합체의 다수의 상이한 배합물이 본 발명의 수행에 사용하기에 적합하다. 예를 들면, 퍼박스 2533(굴절률 1,49)와 펠레탄 2355-95AEF(굴절률 1.55의 폴리아디페이트 에스테르 열가소성 폴리우레탄)를 사용한 다층 필름이 바람직한 배합물이다. 이러한 필름은 굴절률 차이가 0.06이고 연신 후 급속한 회복력을 나타낸다. 다른 적합한 배합물은 굴절률 차이가 0.07인 펠레탄 2103-70A와 펠레탄 2363-75D, 굴절률 차이가 0.05인 엑델 PCCE 코폴리에스테르와 펠레탄 2363-65D, 굴절률 차이가 0.06인 엑델 PCCE와 펠레탄 2363-75D 및 굴절률 차이가 0.09인 퍼박스 2533과 펠레탄 2363-75D를 포함한다.

본 발명의 중합체성 냉경은 화학적 증착 기술에 의해 유리 또는 중합체성 기재 위에 침착되는 고가이며 시간 소비적인 다층 유전성 또는 이색성 피복물을 사용하는 선행 기술의 냉경에 비해 보다 많은 이점을 갖는다. 본 발명의 중합체성 냉경은 광의 자외선 파장을 전이시키고, 가시광선 파장을 반사시키고, 적외선 파장을 적합하게 반사 또는 흡수할 수 있다. 또한, 이 거울은 용이하게 공압출될 수 있으며 선행 기술의 냉경에 비해 표면적이 더 크다. 거울은 압출 또는 후-성형 공정(예: 열성형) 중에 단순하거나 복잡한 형상으로 성형될 수 있다.

본 발명에 따른 중합체성 냉경은 미합중국 특허 제3,773,882호 및 제3,884,606호에 기재되어 있는 방법 및 다층 공압출 장치를 사용하여 가장 바람직하게 제조한다. 미합중국 특허 제3,773,882호는 교합된 상이한 합성 수지성 물질의 복합물 스트림을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법의 단계들은 열가소화된 압출가능한 열가소성 물질의 제1 스트림 및 제2 스트림을 제공하고; 각각의 스트림을 각각 다수의 제1 하부스트림 및 다수의 제2 하부스트림으로 분할하고; 스트림을 혼합하여 원주상에 일반적으로 침착되는 위치에서, 하부 스트림이 추가로 합해지는 것을 제한하면서, 교합된 제1 하부 스트림 및 제2 하부스트림을 갖는 복합물 스트림을 형성하고; 복합물 스트림의 하부스트림을 원의 중심에 일반적으로 침착되는 방출 위치까지 일반적으로 내부 방사상으로 유동시킴으로써 변형시키고; 이때 방출 위치는 인접한 제1 하부스트림과 제2 하부 스트림의 배합물의 위치로부터 일반적으로 등거리이며; 방출 위치로부터 복합물 스트림을 제거하고, 스트림 사이의 경계면이 시트형 배열의 주요 표면에 일반적으로 평행한 일반적인 시트형 배열로 스트림을 변형시키는 것이다. 미합중국 특허 제3,884,606호는 다층 필름 또는 시트를 제조하는 장치를 개시하고 있으며, 이 장치는 적어도 제1 플리넘이 연결되어 있는 제1 중합체 유입 통로를 한정하는 몸체, 제1 통로로부터 다수의 제1 하부스트림으로 유동하는 물질을 분할하는 스트림 분할 수단, 제2 스트림을 다수의 제2 하부스트림으로 분할하고 다수의 제2 하부스트림을 제1 하부스트림과 교합시키는 분할 수단으로 방출하는 제2 플리넘 및 이와 작동상 연결되어 있는 제2 중합체 유입수단(이때, 분할 수단은 합해진 제1 및 제2 하부스트림을 포함하는 복합물 스트림 또는 제3 스트림 유입 플리넘과 작동상 연결되어 있다), 제3 플리넘과 작동상 연결되어 있고 제3 플리넘으로부터 복합물 스트림을 유입시키도록 적합화된 제3 플리넘 방출 통로(이때, 방출 수단은 일반적으로 슬롯형 압출 오리피스를 갖는 다이에 연결되어 있고, 방출 통로가 제1 유입부와 제2 배출부를 가지며, 스트림 분할 수단의 방출부를 정확한 방법으로 배치하여 방출부가 제3 플리넘 방출 통로의 배출 말단부로부터 일반적으로 등거리인 원주를 형성함으로써 개선된다)를 포함한다. 이러한 장치는 실질적으로 각각의 층 두께가 균일한, 동시에 압출된 다층 열가소성 물질의 제조방법을 제공한다. 바람직하게는 미합중국 특허 제3,759,647호에 기재되어 있는 바와 같은 일련의 다층화 수단을 사용할 수 있다. 이 특허는 열가소화된 열가소성 수지성 물질의 둘 이상의 스트림을 제공하는 수단, 하나의 스트림의 일부가 복합물 스트림을 캡슐화하는 다수의 일반적으로 평행한 층을 갖는 복합물 스트림내로 2개의 스트림을 기계적으로 배열하는 수단, 복합물 스트림을 기계적으로 조작하여 조작된 스트림내에 증가된 수의 층을 제공하는 수단, 및 목적하는 배열의 주요 표면에 일반적으로 평행인 다수의 층을 갖는 목적하는 배열로 조작된 스트림을 형성화하는 수단이 조합된, 복합 합성 수지성 시트형 제품 제조용 장치를 기재하고 있다.

공압출 장치의 공급 블럭에서 열가소화 압출기와 같은 공급원으로부터 다양한 열가소성 중합체성 재료의 스트림이 유입된다. 수지성 물질의 스트림을 공급블럭내의 기계적 조작 구역으로 통과시킨다. 이 구역에서 본래의 스트림을 최종적인 냉경에 있어서 목적하는 다수의 층을 갖는 다층 스트림으로 재배열시킨다. 임의로 다층 스트림은 최종적인 냉경에서의 층 수를 추가적으로 증가시키기 위하여 계속적으로 일련의 다층화 수단을 통과시킬수 있다.

이어서, 다층 스트림을 내부에서 층류가 유지되도록 제작, 배열된 압출 다이로 통과시킨다. 이러한 압출 다이는 미합중국 특허 제3,557,265호에 기재되어 있으며, 여기에는 각각의 스트림이 통상 일반적으로 경청인 평면의 표면을 갖는, 상이한 열가소성 물질의 다수의 밀접하게 인접한 층류를 열가소화 조건에서 서로에 대해 인접한 관계로 압출 장치 내에서 압출시키고, 각각의 스트림 사이의 경계면에 대해 일반적으로 수직인 방향으로 스트림 크기를 감소시키고 유동 방향에 역방향이며 다수의 층을 갖는 시트형 배열을 형성하도록 스트림 경계면에 일반적으로 평행인 유동 방향의 스트림의 크기를 증가(여기서, 층 경계면은 일반적으로 서로에 대해 평행이며 시트형 배열의 주요 표면에 대해 평행이다)시킴으로써 열가소성 수지성 물질 시트를 제조하는 방법이 언급되어 있다. 생성된 생성물은 각각의 층이 일반적으로 인접한 층의 주요 표면에 평행한 중합체성 냉경을 형성하도록 압출시킨다.

압출 다이의 배역은 변화될 수 있으며 각각의 층의 두께 및 크기를 감소시키도록 할수 있다. 최종 냉경에 있어서 각각의 층의 두께에 영향을 미치는 모든 인자는 기계적 배향면으로부터 이송된 층의 두께의 정확한 감소도, 다이의 배열 및 압출 후 거울의 기계적 작용량이다.

층 두께 구배는 유리하게는 슈렝크의 미합중국 특허 제3,687,589호에 개시되어 있는 바와 같이, 공압출 장치의 공급 지점을 통과하는 열가소화 중합체 용적을 조절함으로써 다층체로 도입시킬 수 있다. 슈렝크의 특허에는 복합체 적층체로 2개 이상의 다양한 합성 수지성 물질을 공압출시키는 장치에 대해 개시하고 있는데, 이 장치는 제1 열가소화 스트림을 이송하기 위한 제1 열가소화 합성 수지성 물질 공급장치, 제2 열가소화 스트림을 이송하기 위한 제2 열 가소화 합성수지성 물질 공급장치, 제1 스트림을 다수의 하부스트림으로 분할하기 위한 장치 및 제2 스트림을 다수의 하부스트림으로 분할하기 위한 장치(각각 유입구 및 배출구가 존재한다), 하부스트림을 목적하는 관계로 복합층 스트림으로 재결합시키는 장치, 복합층 스트림을 목적하는 배열로 변형시키는 장치, 스트림과 접촉하는 스트림 전단 장치 표면의 연속 기계적 운동에 의한 전단력의 선택적 작동을 위한 스트림 전단 장치(이 스트림 전단 장치는 분할 장치 입구에 인접하여 간격이 있는 위치로 존재하는 하나 이상의 이동성 물체이다)를 갖는다. 또는, 층 두께 구매는 다양한 공급 슬롯에서 ISG 슬럿으로 공급되는 열 가소화 중합체의 양을 조절할 수 있는 밸브를 사용함으로써 경계 표면 형성기의 상부스트림으로 도입될 수 있다. 층 두께 구배를 다층 중합체성 몸체에 도입시키는 또 다른 방법에 있어서, 공급블럭에서 공압출 장치로 온도 구배를 부과시킬 수 있다.

본 발명의 완전 중합체성 냉경은 다수의 용도에 적용시킬 수 있다. 예를 들면, 주위 영역을 가열시키지 않고 물체를 조명할 수 있고/있거나 일광으로 조절된 조명 시설에 의해 조사된 색상을 제공하는 것이 바람직한 의학 및 치과용 조명에 사용될 수 있다. 무대 조명에서는 냉경을 사용하여 연예인의 불편한 조건을 제거시킬 수 있다. 상이한 색상 차폐 효과를 위해 또한 냉경을 사용할 수 있다.

또한, 자외선을 흡수하는 냉경의 용도는 자외선에 의한 분해 및 적외선의 의한 온도 증가로부터 예술 작품을 보호하고자 하는 예술작품 전시회에 사용될 수 있다. 영사기 및 사진복사기 또한 중합체성 냉경을 사용하여 강한 가시광선 조명이 가능하도록 하여 장치로부터 적외선이 투과되도록 한다. 중합체성 냉경은 또한 가시광을 반사하며 적외선을 통과시켜 가시광에 의해 조명되고 적외선 민감성 카메라에 의해 관조될 수 있는 렌즈로서의 보안용 제품에 사용할 수 있다.

자외선을 반사하는 냉경은 가시광 및 자외선에 의해 성장하는 식물에 사용하기 위한 농업용 조명등으로서 사용될 수 있다. 태양 적외선은 냉경에 의해 분할되어 물 가열용과 같은 또다른 목적으로 사용될 수 있다.

냉경은 또한 태양의 가시광 에너지를 광전지를 통해 전기로 전환시키면서 불필요한 적외선을 제거시킴으로써 태양에너지를 생성시켜 교류 조작에 사용할 수 있다. 적외선이 존재하는 경우 광전지의 효율을 강등시킴은 공지되어 있으며 적외선을 제거하는 경우 이러한 전지의 효능은 증진된다.

자동차용 조명등은 또한 냉경을 사용함으로써 가시광이 도로를 비추어 주면서 동시에 적외선은 반사기를 통해 자동차 엔진 부분의 개방 영역으로 투과되어 분산되는 잇점을 갖는다. 일반적으로 조명등 제품에서조차도 본 발명의 냉경을 사용함으로써 본 거울의 열 분해 가능성으로 인해 보다 완전하고 경제적인 조명등 시설로 사용될 수 있는 잇점이 있다.

본 발명이 보다 용이하게 이해되도록 하기 실시예를 참조로 하며, 이는 본 발명의 설명하고자 함이며 영역을 제한하고자 함은 아니다.

중합체성 냉경은 미소층 공압출 장치(참조: 미합중국 특허 제3,773,882호 및 제3,884,606호)를 사용하여 제조하였다. 중합체성 냉경은 400개의 폴리스티렌(스티론 685D, 굴절률=1.57)과 폴리에틸렌(다우 12065, 굴절률=1.5)의 교대층을 포함한다. 당해 냉경은 거의 동일한 용적의 폴리스티렌과 폴리에틸렌의 조성물이며, 두개의 주요 표면상 제거가능한 폴리프로필렌[쉘(Shell) 5524] 표면층과 함게 제조된다. 압출 온도는 약 500℉이며 압출 펌핑속도는 하기와 같았다: 1) 폴리에틸렌: 20 lb/hr; 2) 폴리스티렌: 20lb/hr 및 3) 폴리프로필렌 15lb/hr, 용융된 스트림 층은 16"폭의 피복 행어형 다이중에서 퍼지게 되며 필름 롤상에서 권취되기 전에 냉각롤 필름 장치상에서 냉각되었다. 최종 피름 두께는 0.002"(코어 두께)이어서 최고의 반사 최대값이 가시광 범위이내에 존재하였다. 필름은 반사가 관찰되는 금광 외양을 갖는다.

투과 스펙트럼은 실시예 1로부터 수득된 샘플에 대해 입사각 0°에서 시마주(Shimadzu) 흡광계를 사용하여 수행하였다. 제2도에 의하면 상당히 광범위한 밴드의 가시광선 영역에서의 반사율(380 내지 680nm) 및 적외선 영역(680 내지 2500nm)에서의 고투과율을 알 수 있다.

실험은 필름을 적외선 가열램프(125W, 제너럴 일렉트릭 IR 플러드) 및 J형열전쌍(흡수가 용이하도록 암화된) 사이에 위치시켜 수행하였다. 광원은 필름으로부터 6인치 떨어진 지점에 위치하며 열전쌍은 필릉의 또다른 쪽에서 1.5인치 떨어진 지점에 위치하여 광원과 열전쌍이 총 7.5인치 떨어져 있도록 하였다. 광원과 열전쌍 사이에 위치하는 샘플은 없으며 장치의 온도는 131℉이다. 전구와 열전쌍 사이에 필름을 위치시키면 초기 측정 온도 보다 2℉만 하강되며 이는 적외선 투과율이 높고 가시광선만을 반사시킨다는 것을 보여준다.

휘틀리 등의 미합중국 특허 제5,122,905호에 개시된 바에 따라 제조한 중합체성 반사성 물질을 적용시키는 경우, 램프와 열전쌍 사이의 가시광선 및 적외선 범위 모두에서 반사되어 온도가 30℉ 강하되는데, 이는 샘플이 열악한 적외선 투과기임을 나타낸다. 실험에 알루미늄을 사용하는 경우, 온도가 거의 주위온도(70℉)로 강하되며, 이는 에너지 투과가 거의 없음을 나타낸다.

중합체성 냉경은 미합중국 특허 제3,773,882호 및 제3,884,606호에 기술된 미소층 공압출 장치를 사용하여 제조하였다. 중합체성 냉경은 2625개의 폴리카보네이트[칼리브레(CALIBRE) 302-10, 더 다우 케미칼 캄파니, 용융유속 10, 굴절률 = 1.586]와 폴리메틸 메타크릴레이트[사이로 아크릴라이트(Cyro Acrylite) H15-003, 사이로 인더스트리즈(Cyro Industries), 굴절률 = 1.49]의 교대층으로 이루어진다. 폴리카보네이트의 보호성 경계층(칼리브레 302-22, 더 다우 케미칼 캄파니, 용융유속 22) 및 폴리카보네이트의 두 주요 표면 상에서의 2개의 외부 표면층[칼리브레 302-22(용융유속 22) 및 타이진 케미칼즈(Taijin Chemicals)의 폴리카보네이트(용융유속 80)의 70/30 용적 혼합물]은 또한 냉경제조에 사용될 수 있다.

압출속도는 미소층 코어 중의 콜리카보네이트에 대해서는 44lb/hr이며, 미소층 코어 중의 롤리메틸 메타크릴레이트에 대해서는 42lb/hr이고, 보호성 경계층 중의 폴리카보네이트에 대해서는 10bl/hr이며, 외부표면 층의 상부 및 하부에 대해서는 15lb/hr이다. 165개 층의 용융 스트림을 전술한 특허 문헌에 기재된 바와 같은 반원의 반달형 공급 블럭을 사용하여 형성시켰다. 층 두께 구배는 공급 블럭을 3개의 상이한 영역으로 분할하고 이들 영역에서의 온도를 각각 490℉, 500℉ 및 470℉로 유지시킴으로써 형성시켰다. 기타 압출 장치 온도는 500℉에서 유지시켰다.

4개의 계면 형성기(각각 층수를 이중화)는 공급 블럭에 존재하는 165개층을 2625개층 구조로 다수화하는데 사용되었다. 2625개층의 용융 스트림은 피복 행어형 다이에서 퍼지게 하여 냉각 롤 필름 장치에서 냉각시켰다. 롤 장치는 용융 스트림이 저부 및 중앙 롤을 덩어리 상태로만 접촉시키며 닙핑되지 않은 "개방" 위치로 조작되는 3개의 롤을 포함한다. 저부 롤의 온도는 265℉이며, 중앙 롤은 210℉였다. 롤의 제거 속도는 최종 필름 두께가 약 14.5mil(0.37mm)이 되도록 하기에 충분한 속도이다.

이들 공정 조건은 코어 미소층을 횡단하는 층 두께 구배가 약 2:1이 되도록 하였다. 이는 가시광 범위에 걸친 반사율의 최대값을 확대시켜 실제로 무색의 은과 같은 외관을 야기시킨다. 이러한 무색의 은과 같은 외관은 본 발명에 필요하지 않으나 몇몇 냉경 제품에는 바람직하다. 코어 미소층에 대한 평균 층 두께는 약 110nm이며 반복 단위(AB)의 광학적 두께는 340nm이다.

투과 스펙트럼을 수득한 2625개의 층 샘플에 대해 수행하였다. 380 내지2000nm에서의 폴리카보네이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트의 흡광치가 무시할만하기 때문에 샘플의 반사율은 관계식 1-투과율에 의해 측정할 수 있다. 제3도에서 스펙트럼에 의해 도시된 바와 같이, 샘플의 가시광선 범위(380 내지 680nm)에 걸친 반사율은 평균 94%이며 적외선 근처인 680 내지 2000nm에서의 평균 투과율은 80 내지 90%였다.

특정의 전형적인 양태 및 상세한 사항이 본 발명을 설명할 목적으로 예시되어 있기는 하지만, 첨부된 특허청구의 범위에서 정의된 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않고 본원에서 기술된 방법 및 장치를 다양하게 변화시킬 수 있음은 당해 분야의 숙련인들에게는 명백하다.

Claims

다수의 완전 중합체성 경판을 기재상에 함유하는 냉경(10)으로,

각각의 경판은 굴절률이 상이한 적어도 제1 중합체성 재료(A)와 제2 중합체성 재료(B)로 이루어지면, 제1 중합체성 재료(A)와 제2 중합체성 재료(B)의 교대층(12, 14)을 반복단위로 하며, 대다수의 반복단위에서의 광학 두께의 합이 190 내지 391 nm이며, 반복단위의 수가 파장 380 내지 680 nm인 최대 입사 반사 가시광선의 50% 이상을 반사하고 파장 680 내지 2000 nm인 적외선의 50% 이상을 투과 또는 흡수하기에 충분한 수를 갖는 냉경.
제1항에 있어서, 파장이 300 내지 380nm인 입사 자외선의 50% 이상이 반사되는 중합체성 냉경.
제1항에 있어서, 파장이 300 내지 380nm인 입사 자외선의 50% 이상이 흡수되는 중합체성 냉경.
제3항에 있어서, 중합체 층(12, 14) 중의 하나가 자외선 흡수 염료 또는 안료를 포함하는 중합체성 냉경.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 대다수의 반복단위 중의 광학 두께의 합이 190 내지 340nm이며, 상기 중합체성 재료 A, B는 파장 380 내지 680nm에서의 굴절률(n₁, n₂)차이가 0.03 이상인 중합체성 냉경.
제1항에 있어서, 제1 중합체성 재료가 폴리스티렌이며, 제2 중합체성 재료가 폴리에틸렌인 중합체성 냉경.
제1항에 있어서, 제1 중합체성 재료가 폴리카보네이트이며, 제2 중합체성 재료가 폴리메틸 메타크릴레이트인 중합체성 냉경.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 200개 이상의 층을 포함하는 중합체성 냉경.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 파장이 380 내지 680nm인 입사 최대 반사 가시광선의 80% 이상이 반사되는 중합체성 냉경.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 파장이 680 내지 2,000nm인 입사 적외선의 80% 이상이 투과되는 중합체성 냉경.
제1항에 있어서, 기재가 유리, 금속, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에테르아미드 및 글루테르이미드와 메틸 메타크릴레이트와이 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 중합체성 냉경.
제1항에 있어서, 하나 이상의 주요 표면에 보호성 표면 층을 포함하는 중합체성 냉경.
제1항에 있어서, 착색제가 하나 이상의 층 속으로 혼입되는 중합체성 냉경.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 분산액 중의 다수의 경판으로부터 만들어지며, 피복가능한 조성물로부터 형성되는 중합체성 냉경.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기재의 표면으로 엠보싱된 다수의 경판을 포함하는 중합체성 냉경.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 접착성 기재 표면상에 존재하는 다수의 경판을 포함하는 중합체성 냉경.
제16항에 있어서, 기재 표면상에 존재하는 다수의 경판을 포함하며, 투명시트가 당해 경판 위에 적층되는 중합체성 냉경.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 재료(A, B)가 탄성중합체(elastomer)인 중합체성 냉경.
기재에 도포되어 제14항의 냉경을 형성하는 피복가능한 조성물.