KR20190096354A - 적외선 차단층을 포함하는 물품 및 그 제조 방법 - Google Patents

적외선 차단층을 포함하는 물품 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시형태에서, 물품은 호스트 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함하는 적외선 차단층을 포함하며; 복수의 복합재 섬유의 각각의 복합재 섬유는 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료를 포함하고; 콘트라스트 재료는 매트릭스 재료 내에 포토닉 결정을 형성하고, 포토닉 결정은 적외선에 노출되었을 때 포토닉 밴드 갭을 나타낸다. 다른 실시형태에서, 물품의 제조 방법은 호스트 재료 또는 호스트 폴리머 전구체와 복수의 복합재 섬유를 혼합하여 혼합물을 형성하고; 이 혼합물로 적외선 차단층을 형성하는 단계를 포함한다. 다른 실시형태에서, 물품의 제조 방법은 층상 스택을 형성하는 단계 및 호스트 층, 섬유층 및 임의선택적인 폴리머 층을 공압출하는 단계 중 하나 또는 둘 모두를 포함한다.

Description

적외선 차단층을 포함하는 물품 및 그 제조 방법
기술적으로 관련된 출원의 상호 참조
본 출원은 2016년 12월 23일에 출원된 미국 가특허출원 번호 62/428,544의 이익을 주장한다. 이 관련 출원은 원용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
플라스틱 글레이징(glazing)은 종래의 유리 글레이징에 비해 많은 이점을 제공한다. 이러한 이점에는, 예를 들면, 내파괴성의 증가, 중량의 감소가 있고, 차량에서 사용하는 경우에, 교통 사고 시에 탑승자의 안전성 향상 뿐만 아니라 연료 소비의 감소가 포함된다. 그러나 불행하게도, 현재의 글레이징 기술의 적외선 차단 방법으로 인해, 건물 및 차량의 내부 공간과 같은 내부 공간은 적외선 반사층을 포함하는 유리 글레이징에 비해 플라스틱 글레이징의 존재 하에서는 온도 상승을 경험한다. 이러한 내부 공간의 온도 상승은 적외선이 플라스틱 글레이징을 통과하는 것을 방지하기 위해 플라스틱 글레이징에 첨가되는 적외선 흡수제의 존재에 의해 발생한다. 여기서, 적외선 흡수제가 적외선을 흡수하는 동안에 이차 방사선이 발생하고, 이것은 내부 공간으로 들어가서 온도 상승을 유발할 수 있다. 내부 공간 내의 온도가 상승하면 탑승자 또는 거주자의 쾌적성이 저하되고, 에어컨에 대한 요구를 증가시킬 수 있고, 그 결과 에너지 소비를 증가시킨다. 또한, 적외선 흡수로 인해, 플라스틱 글레이징 자체가 온도 상승을 경험할 수 있고, 이는 플라스틱 글레이징의 열화를 가속시킬 수 있다.
따라서, 예를 들면, 수동적 설계 해결책을 갖는 내부 공간 내의 태양열 부하를 저감시킬 수 있는 새로운 기술이 필요하다.
본 명세서에서는 적외선 차단층을 포함하는 물품 및 그 제조 방법이 개시된다.
일 실시형태에서, 물품은 호스트(host) 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함하는 적외선 차단층을 포함하며; 복수의 복합재 섬유의 각각의 복합재 섬유는 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료를 포함하고; 콘트라스트 재료는 매트릭스 재료 내에 포토닉 결정(photonic crystal)을 형성하고, 포토닉 결정은 적외선에 노출되었을 때 포토닉 밴드 갭(photonic band gap)을 나타낸다.
다른 실시형태에서, 물품의 제조 방법은 혼합물을 형성하기 위해 호스트 재료와 복수의 복합재 섬유를 혼합하는 단계; 및 이 혼합물로 적외선 차단층을 형성하는 단계를 포함하며, 이 물품이 적외선 차단층을 포함한다.
다른 실시형태에서, 물품의 제조 방법은 혼합물을 형성하기 위해 호스트 폴리머 전구체와 복수의 복합재 섬유를 혼합하는 단계; 및 호스트 폴리머 전구체를 반응시켜 적외선 차단층을 형성하는 단계를 포함하며, 이 물품이 적외선 차단층을 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 물품의 제조 방법은 복수의 복합재 섬유를 포함하지 않는 호스트 층, 복수의 복합재 섬유를 포함하는 섬유층, 및 복수의 복합재 섬유를 포함하지 않는 임의선택적인 폴리머 층을 포함하는 층상 스택을 형성하는 단계; 및 복수의 복합재 섬유를 호스트 층 및 임의선택적인 폴리머 층 중 적어도 하나 내에 매립하는 단계를 포함한다.
추가의 실시형태에서, 물품의 제조 방법은 복합재 섬유를 포함하지 않는 호스트 층, 복수의 복합재 섬유를 포함하는 섬유층, 및 복합재 섬유를 포함하지 않는 임의선택적인 폴리머 층을 공압출하는 단계(복합재 섬유는 사전형성된 섬유임); 및 복수의 복합재 섬유를 호스트 층 및 임의선택적인 폴리머 층 중 적어도 하나 내에 매립하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 적외선 광을 반사시키기 위한 물품의 용도로서, 물품은 호스트 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함하는 적외선 차단층을 포함하며; 복수의 복합재 섬유의 각각의 섬유는 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료를 포함하고; 콘트라스트 재료는 매트릭스 재료 내에 포토닉 결정을 형성하고, 포토닉 결정은 적외선에 노출되었을 때 포토닉 밴드 갭을 나타낸다.
전술한 특징 및 기타 특징은 다음의 도면 및 상세한 설명에 의해 예시되어 있다.
이제 예시적인 실시형태인 도면을 참조하면, 동일한 요소는 동일한 번호가 매겨져 있다.
도 1은 적외선 차단층과 상호작용하는 광의 일 실시형태의 예시도이고;
도 2는 포토닉 밴드 갭 섬유의 단면의 일 실시형태의 예시도이고;
도 3은 브래그 섬유(Bragg fiber)의 단면의 일 실시형태의 예시도이고;
도 4는 다양한 섬유 배향의 영역을 포함하는 적외선 차단층의 일 실시형태의 예시도이고;
도 5는 2 개의 외부의 섬유가 없는 영역을 포함하는 적외선 차단층의 일 실시형태의 예시도이고;
도 6은 섬유 캡(cap) 층을 포함하는 적외선 차단층의 일 실시형태의 예시도이고;
도 7은 호스트 영역, 섬유 영역, 및 폴리머 영역을 포함하는 적외선 차단층의 일 실시형태의 예시도이다.
태양 에너지의 가장 큰 부분은 400 내지 2,500 나노미터(nm)의 가시 파장 및 근적외선 파장의 양쪽에 할당된다. 플라스틱 글레이징을 투과하여 내부 공간에 들어가는 태양 복사는 5 내지 15 마이크로미터의 파장을 갖는 장파 열복사로서 재방출될 수 있다. 플라스틱 글레이징은 일반적으로 가시 및 근적외선 파장에 대해 투명하지만, 장파 열복사에 대해서는 투명하지 않고, 열복사는 내부 공간의 외부로 복사할 수 없으므로 온실효과가 유발된다. 내부 공간 내의 열축적을 줄이기 위해서는 플라스틱 글레이징을 투과하는 태양 에너지의 양을 줄여야 한다. 놀랍게도 호스트 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함하는 적외선 차단층은 이 층으로부터의 근적외선 반사율을 증가시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 적외선 차단층은 근적외선 파장의 다량의 광을 차단하면서 동시에 높은 가시광 투과율을 유지할 수 있다. 또한, 이 적외선 차단층은 열적외선 파장(예를 들면, 8 내지 12 마이크로미터)에 대해 투명할 수 있다. 이 경우, 열이 내부 공간으로부터 방출되어 냉각을 증가시킬 수 있다.
적외선 차단층은 호스트 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함한다. 적외선 차단층은 길이 및 폭을 갖는 2 개의 주 표면을 가지며, 적외선 차단층의 높이(h)에 대한 길이(l) 및 폭(w) 중 하나 또는 둘 모두의 비는 10:1 이상(l:h ≥ 10:1; w:h ≥ 10:1)일 수 있다.
적외선 차단층은 800 내지 2,000 nm의 파장을 갖는 근적외선의 10% 이상, 25% 이상, 50% 이상, 또는 75% 이상을 반사할 수 있다. 물품의 원하는 용도에 따라, 이 적외선 차단층은, 일방향시(unidirectional viewing)를 이용하는 CIE 표준 광원 C를 사용하는 ASTM D-1003-00, 프로시저 B를 사용하는 3.2 mm 두께의 샘플을 사용하여 결정되었을 때, 80%를 초과하는 가시광 투과율을 가질 수 있다. 물품의 원하는 용도에 따라, 이 적외선 차단층은 CIE 표준 광원 C(ISO/CIE 10526 참조)를 갖는 ASTM D1003-11, 프로시저 A에 따라 측정되었을 때 10% 이하, 또는 5% 이하, 또는 1% 이하의 헤이즈(haze)를 가질 수 있다.
도 1은 적외선 차단층의 주 표면 상에 입사하는 적외선 광선의 일 실시형태의 예시도이다. 도 1은 입사 광선(2)이 적외선 차단층의 주 표면에 접근하는 것을 도시한다. 제 1 광빔(906a)의 일부는 편광 및 입사각(θi)에 의존하는 표면 반사 광선(4)으로서 표면으로부터 반사된다. 입사 광선(2)의 일부는 주 표면의 법선에 대해 굴절각(φi)인 굴절 광선(6)으로서 호스트 재료(18) 내로 진입한다. 호스트 재료(18)가, 예를 들면, 폴리카보네이트를 포함하는 경우, 호스트 재료(18) 내로 진입하는 입사 광선(2)의 상대적인 양은 주 표면 상에 입사하는 광의 편광과 무관하게 0%(θi가 주 표면에 90°일 때) 내지 95%(θi가 주 표면에 수직(0°)일 때)의 범위일 수 있다.
굴절 광선(6)이 복합재 섬유(20)과 만나면, 섬유 반사 광선(8)은 주 표면으로 되돌아 가며, 방출각(θr)의 방출 광선(10)으로서 적외선 차단층으로부터 나간다. 섬유 굴절각(γ)은 φi + αf이고, 여기서 αf는 주 표면에 평행한 평행선(14)에 대한 섬유의 중심 섬유 축선(12)의 각도이다. 복합재 섬유가 입사 광선(2)이 통과하는 주변 환경(예를 들면, 공기)보다 큰 굴절률을 가진 호스트 재료(18) 내에 위치되어 있으므로, 굴절 광선(6)의 각도(φi)의 범위는 입사각(θi)의 범위보다 작다. 예를 들면, 호스트 재료(18)가 폴리카보네이트를 포함하는 경우, φi는 θi가 90°에 도달하는 경우에도 40° 이하이고, 따라서 γ < 40° + αf이다. 따라서, 섬유 각도(αf)가 작을수록 γ가 작아진다. 예를 들면, αf의 크기가 10° 미만인 경우, γ는 50° 미만일 수 있다.
복합재 섬유는 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료를 포함한다. 콘트라스트 재료는 적외선에의 노출 시에 포토닉 밴드 갭을 나타내는 포토닉 결정을 매트릭스 재료 내에 형성한다. 복수의 복합재 섬유는 복수의 포토닉 밴드 갭 섬유, 복수의 브래그 섬유, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 선택된 복합재 섬유의 특정 파라미터는 이들이 집합적으로 원하는 파장에 미치도록 중심 파장의 분포를 제공할 수 있도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 복합재 섬유는 근적외선에 걸친 중심 파장(800 nm, 1,060 nm, 1,550 nm, 및 2,000 nm 등)을 갖도록 선택될 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 중심 파장이라는 용어는 복합재 섬유가 나타내는 최대 포토닉 밴드 갭의 중심에서의 주파수에 대응하는 파장을 지칭한다.
복수의 복합재 섬유는 복수의 포토닉 밴드 갭 섬유을 포함할 수 있다. 포토닉 밴드 갭 섬유 내의 콘트라스트 재료는 로드(rod) 형태일 수 있다. 이 로드는 포토닉 밴드 갭 섬유의 중심 축선에 평행할 수 있다. 각각의 섬유에서, 로드는 콘트라스트 재료의 육각형 격자, 허니콤 격자, 정사각형 격자, 삼각형 격자, 또는 카고메(Kagome) 격자를 형성할 수 있다. 복수의 포토닉 밴드 갭 섬유는 복수의 육각형 격자의 포토닉 밴드 갭 섬유, 복수의 허니콤 격자의 포토닉 밴드 갭 섬유, 복수의 정사각형 격자의 포토닉 밴드 갭 섬유, 복수의 삼각형 격자의 포토닉 밴드 갭 섬유, 복수의 카고메 격자의 포토닉 밴드 갭 섬유, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 특히, 복수의 포토닉 밴드 갭 섬유는 복수의 육각형 격자의 포토닉 밴드 갭 섬유를 포함할 수 있고, 여기서 로드는 각각의 섬유의 단면을 따라 육각형 격자를 형성한다.
도 2는 허니콤 격자의 포토닉 밴드 갭 섬유(30)의 일 실시형태의 단면의 예시도이다. 허니콤 격자의 포토닉 밴드 갭 섬유(30)는 매트릭스 재료(34) 내에서 허니콤 격자로 배열된 원형 단면을 갖는 복수의 로드(32)를 포함한다.
각각의 로드는 개별적으로 5 내지 50 마이크로미터의 로드 직경을 가질 수 있다. 각각의 로드는 개별적으로 이것이 위치해 있는 복합재 섬유의 길이의 5% 이내, 1% 이내, 또는 0.1% 이내인 로드 길이를 가질 수 있다. 중심 축선에 수직인 로드의 단면은 원형, 난형, 육각형, 오각형, 직사각형, 삼각형, 불규칙형 등 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합일 수 있다.
복수의 복합재 섬유는 복수의 브래그 섬유를 포함할 수 있다. 브래그 섬유는 내부 섬유 코어 주위에 동심으로 위치하는 콘트라스트 재료의 동심 링의 1-D 포토닉 결정 배열을 갖는다. 내부 섬유 코어는 매트릭스 재료를 포함할 수 있다. 복수의 복합재 섬유는 중심 가스 채널을 포함하지 않을 수 있다. 1-D 포토닉 결정 배열은 콘트라스트 재료와 중심 가스 채널의 교번하는 링(alternating ring)을 포함할 수 있다. 콘트라스트 재료의 동심 링의 각각은 독립적으로 링 두께(d) 및 평균 주기성(p)을 가질 수 있으며, 여기서 d/p는 1 미만 또는 0.3 이하이다. 본 명세서에서 사용될 때, 주기성은 제 1 콘트라스트 링의 내부 반경과 후속 콘트라스트 링의 내부 반경 사이의 차이(p)이다(예를 들면, 도 3 참조). 각각의 링은 독립적으로 복합재 섬유의 중심 축선을 따라 이것이 위치해 있는 복합재 섬유의 길이의 5% 이내, 1% 이내, 또는 0.1% 이내인 링 길이를 가질 수 있다.
도 3은 브래그 섬유(40)의 일 실시형태의 단면의 예시도이다. 이 브래그 섬유(40)는 섬유 코어(46)의 주위에 위치하는 콘트라스트 재료(42)의 복수의 동심 링 및 매트릭스 재료(44)의 복수의 동심 링을 포함한다.
복합재 섬유는 복수의 복합재 섬유 스트랜드 및 복수의 짧은 길이의 복합재 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 복수의 짧은 길이의 복합재 섬유는 2 내지 10 mm의 평균 복합재 섬유 길이를 가질 수 있다. 복수의 복합재 섬유 스트랜드는, 예를 들면, 사전형성된 복합재 섬유 스트랜드가 호스트 재료와 함께 압출되는 경우, 10 mm를 초과하거나 또는 물품의 길이에 대해 10 mm를 초과하는 평균 스트랜드 길이를 가질 수 있다. 복수의 복합재 섬유는 임의의 클래딩(cladding)을 포함하지 않고 50 내지 1,000 마이크로미터, 또는 80 내지 1,000 마이크로미터의 평균 최단 치수(m)를 가질 수 있다. 육각형 섬유 및 원주형 섬유의 최단 치수의 실시례는 각각 도 2 및 도 3에 예시되어 있다. 복수의 복합재 섬유는 동일하거나 상이한 단면을 갖는 섬유를 포함할 수 있다. 단면의 실시례에는 원형, 난형, 육각형, 오각형, 직사각형, 삼각형, 불규칙형 등이 있다.
복수의 복합재 섬유는 더 긴 스트랜드로부터 원하는 길이의 섬유로 절단함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 복합재 섬유의 양단부는 테이퍼형이 아닌 뭉툭한 단부일 수 있다. 복합재 섬유의 뭉툭한 단부는 테이퍼형 단부를 가진 섬유를 포함하는 적외선 차단층에 비해 적외선 차단층에 의해 가시광의 산란을 감소시킬 수 있다.
복수의 복합재 섬유의 전부 또는 일부는 각각의 복합재 섬유의 외면 상에 위치하는 섬유 클래딩을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 복합재 섬유의 0 내지 100%, 또는 80 내지 100%는 섬유 클래딩을 포함할 수 있다. 섬유 클래딩은 복합재 섬유와 호스트 재료의 혼합성을 향상시킬 수 있다. 섬유 클래딩은 섬유의 형성 중이나 형성 후에 첨가될 수 있다. 섬유 클래딩은 0.1 내지 3 mm의 두께를 가질 수 있다. 두께 n인 섬유 클래딩(28)을 포함하는 섬유의 실시례는 도 2 및 도 3에 예시되어 있다.
매트릭스 재료, 콘트라스트 재료, 임의선택적인 섬유 클래딩, 및 호스트 재료는 적외선 차단층이 800 내지 2,000 nm의 파장을 갖는 근적외선의 10% 이상, 25% 이상, 50% 이상, 또는 75% 이상을 반사할 수 있도록 선택될 수 있다.
콘트라스트 재료는 콘트라스트 재료 굴절률(no)을 갖고, 매트릭스 재료는 매트릭스 재료 굴절률(nm)을 갖고; 콘트라스트 재료 굴절률은 매트릭스 재료 굴절률보다 클 수 있다. 예를 들면, 콘트라스트 재료 굴절률은 매트릭스 재료 굴절률의 1.2 배 이상, 또는 2 배 이상, 또는 1.2 내지 5 배일 수 있다(no ≥ 1.2nm). 역으로, 콘트라스트 재료 굴절률은 매트릭스 재료 굴절률보다 작을 수 있다. 콘트라스트 재료 굴절률은 매트릭스 재료 굴절률의 25% 이내 또는 1% 이내일 수 있다. 호스트 재료는 호스트 굴절률(nh)을 갖고, 매트릭스 재료 굴절률은 호스트 굴절률의 10% 이내, 또는 5% 이내, 또는 1% 이내일 수 있다. 존재하는 경우, 섬유 클래딩의 클래딩 재료의 클래딩 굴절률(nl)은 매트릭스 재료 굴절률의 10% 이내, 또는 5% 이내, 또는 1% 이내일 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 굴절률 값은 가시 파장 범위에 있다.
콘트라스트 재료는 플루오로폴리머를 포함할 수 있다. 플루오로폴리머는 불소화 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 플루오로폴리머는 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF), 폴리에틸렌테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리헥사플루오로프로필렌, 폴리에틸렌클로로트리플루오로에틸렌, 폴리퍼플루오로(메틸 비닐)에테르, 폴리퍼플루오로(알킬 비닐)에테르(예를 들면, 폴리퍼플루오로(프로필 비닐)에테르), 폴리비닐플루오라이드, 퍼플루오로엘라스토머, 폴리(클로로트리플루오로에틸렌 비닐리덴 플루오라이드), 퍼플루오로폴리에테르, 폴리(퍼플루오로술폰산), 퍼플루오로폴리옥세탄, 또는 상기한 것 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 플루오로폴리머는폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함할 수 있다.
콘트라스트 재료는 칼코게니드 유리와 같은 유리를 포함할 수 있다. 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료 중 하나 또는 둘 모두는 유리를 포함할 수 있다. 복합재 섬유 내에 유리가 존재하면 물품의 가공 중에 섬유 격자 또는 포토닉 결정의 물리적 손상이 덜 일어날 수 있다. 임의의 제어되지 않은 격자 상수 또는 포토닉 결정의 변화는 산란을 증가시킬 수 있으므로 이러한 물리적 손상의 감소는 물품을 개선시킬 수 있다.
콘트라스트 재료는 주위 온도가 증가함에 따라 근적외선 광의 반사가 증가하도록 열굴절 재료를 포함할 수 있다. 이 경우에, 온도가 감소함에 따라, 포토닉 밴드 갭의 쉬프트는 가시광 파장으로부터 멀리 떨어진 더 긴 파장에 존재할 수 있으므로 물품은 가시 파장에 근접한 근적외선 파장에서 더 많은 에너지를 전달할 수 있다. 이러한 열굴절 재료는 추운 날씨에 적외선 차단층이 더 많은 태양 에너지를 전달할 수 있도록 함으로써 차량의 히터의 부하를 저감시키고 탑승자의 쾌적함을 증가시킨다. 태양 에너지의 전달의 증가는 추운 기후에서 객실을 가열하는 (추진 모터로부터의) 충분한 폐열이 부족한 전기 자동차에 특히 유용할 수 있다. 온도 변조된 적외선 반사는 가시광 투과율에 영향을 미치지 않고 달성될 수 있다. 열굴절 재료는, 예를 들면, 30 내지 70°C의 온도 범위에 걸쳐 원하는 쉬프트를 나타내는 것과 같은 액정을 포함할 수 있다.
열굴절 재료를 포함하는 복합재 섬유는 먼저 긴 섬유를 형성하는 단계 이 긴 섬유를 복수의 짧은 섬유로 절단하는 단계; 및 이 섬유에 열굴절 재료를 주입하여 복수의 복합재 섬유를 형성하는 단계에 의해 형성될 수 있다. 열굴절 재료를 포함하는 복합재 섬유는 프리폼(preform) 내에서 중공 튜브에 열굴절 재료를 주입하는 단계; 긴 섬유를 열 연신(thermally drawing)하는 단계; 및 긴섬유를 절단하여 복수의 복합재 섬유를 형성하는 단계에 의해 형성될 수 있다. 복합재 섬유를 형성하는 두 가지 방법에서, 절단 후에 뭉툭한 단부를 실링할 수 있다.
콘트라스트 재료는 가스, 예를 들면, 공기를 포함할 수 있다. 콘트라스트 재료는 폴리(비닐리덴 플루오라이드)과 같은 플루오로폴리머를 포함할 수 있고, 매트릭스 재료(44)는 폴리카보네이트를 포함할 수 있다.
매트릭스 재료는 열가소성 폴리머 또는 유리를 포함할 수 있다. 호스트 재료는 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 섬유 클래딩은 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 매트릭스 재료, 호스트 재료, 및 섬유 클래딩은, 존재하는 경우, 동일하거나 상이한 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다.
열가소성 폴리머는 폴리카보네이트(예를 들면, 비스페놀 A 폴리카보네이트), 폴리에스테르(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리아세탈, 폴리아크릴, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르, 폴리페닐렌 술피드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리아세탈, 폴리안하이드라이드, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 할라이드, 폴리비닐 니트릴, 폴리비닐 에스테르, 폴리술포네이트, 폴리술피드, 폴리티오에스테르, 폴리우레아, 폴리포스파젠, 폴리실라잔, 폴리비닐 부티랄, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 열가소성 폴리머는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 이미드, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 열가소성 폴리머는 폴리카보네이트를 포함할 수 있다.
구체적인 실시례에서, 호스트 재료는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 이미드, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 섬유 클래딩은 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 폴리머, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 호스트 재료 및 섬유 클래딩 중 하나 또는 둘 모두는 폴리카보네이트-ABS 코폴리머를 포함할 수 있다. 호스트 재료 및 섬유 클래딩 중 하나 또는 둘 모두는 폴리카보네이트-폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 코폴리머를 포함할 수 있다. 섬유 클래딩은 클래딩 폴리머를 포함할 수 있고, 호스트 재료는 호스트 폴리머를 포함할 수 있고; 클래딩 폴리머 및 호스트 폴리머는 동일할 수 있다. 호스트 재료는 호스트 폴리머를 포함할 수 있고, 매트릭스 재료는 매트릭스 폴리머를 포함할 수 있고; 호스트 폴리머 및 매트릭스 폴리머는 동일할 수 있다.
복수의 복합재 섬유가 브래그 섬유를 포함하는 경우, 내부 섬유 코어 및 호스트 재료는 각각 독립적으로 폴리카보네이트와 같은 열가소성 폴리머를 포함할 수 있고, 콘트라스트 재료의 링은 불소화 폴리머, 특히, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함할 수 있다.
복수의 복합재 섬유는 적외선 차단층의 전체에 걸쳐 불규칙적으로 배향될 수 있다. 복수의 복합재 섬유는 적외선 차단층의 주 표면에 대해 비불규칙적으로 배향될 수 있다. 예를 들면, 복수의 복합재 섬유는 캡 층에서 주 표면에 대해 0 내지 10° 또는 0 내지 20°의 복수의 복합재 섬유의 평균 섬유 각도(αf)를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 섬유 각도는, 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 주 표면 중 하나에 대한 중심 섬유 축선의 상대 각도에 기초하여 결정된다.
적외선 차단층은 복합재 섬유의 상대적 평균 각도가 변화하는 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 물품은 주 표면 중 적어도 하나에 인접하는 외피 영역, 이 외피 영역에 인접하고, 그리고 이 외피 영역과 임의선택적인 코어 영역 사이에 있는 셸(shell) 영역을 포함할 수 있다. 도 4는 적외선 차단층이 외피 영역(50), 셸 영역(52), 코어 영역(54), 및 섬유가 없는 영역(62)을 포함할 수 있음을 예시한다. 도 5는 적외선 차단층이 외피 영역(50) 및 셸 영역(52)을 포함할 수 있음을 예시한다. 본 명세서에서 평균 외피 각도(αk)라고도 지칭되는 외피 영역에서의 평균 섬유 각도는 주 표면에 대해 0 내지 20°, 또는 0 내지 10°일 수 있다. 본 명세서에서 평균 셸 각도(αh)라고도 지칭되는 셸 영역에서의 평균 섬유 각도는 주 표면에 대해 10 내지 40° 또는 20 내지 30°일 수 있다. 본 명세서에서 평균 코어 각도(αc)라고도 지칭되는 코어 영역에서의 평균 섬유 각도는 주 표면에 대해 30 내지 90° 또는 40 내지 90°일 수 있다. 평균 코어 각도는 평균 셸 각도보다 클 수 있다. 평균 셸 각도는 평균 외피 각도보다 클 수 있다.
적외선 차단층은 섬유가 없는 영역을 포함할 수 있다. 섬유가 없는 영역은 별개의 섬유가 없는 층일 수 있다. 섬유가 없는 영역은 섬유 영역의 주 표면의 하나 또는 둘 모두에 위치할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 섬유 영역은 복합재 섬유를 포함하는 적외선 차단층의 일부를 지칭한다. 예를 들면, 도 5는 내부 섬유 영역의 주 표면 상에 위치하는 섬유가 없는 영역(62)을 예시하고, 도 6은 섬유가 없는 영역(62)과, 섬유 영역의 일례인 섬유 캡 층(60)을 포함하는 적외선 차단층을 예시한다. 제 2 섬유 캡 층은 도 6의 적외선 차단층의 다른 주 표면 상에 위치할 수 있는 제 2 섬유 캡 층이다. 또한, 섬유 캡 층은 섬유가 없는 영역과 별개의 층일 수 있다. 섬유 캡 층 내의 복수의 복합재 섬유는 주 표면에 대해 0 내지 20° 또는 0 내지 10°의 평균 외피 각도(αk)를 가질 수 있다. 도 6의 적외선 차단층은 복합재 섬유가, 섬유 캡 층에서보다 큰 평균 각도를 가질 수 있는 복합재 섬유가 존재하는 경우에, 적외선 차단층 내로 굴절되는 가시광을 산란시킬 수 있는 경우에, 헤이즈 형성을 감소시킬 수 있다.
섬유가 없는 영역은 평탄화 층, 자외선 흡수층, 내마모층, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 표면 거칠기는 섬유의 뭉툭한 단부가 돌출한 것에 기인하여 적외선 차단층의 주 표면 상에서 생길 수 있고, 복합재 섬유가 유리를 포함하는 경우에 거칠어질 수 있다. 따라서, 평탄화 층은 노출된 섬유의 단부를 덮음으로써 적외선 차단층의 표면 거칠기를 저감시키고 균일성을 향상시키기 위해 부가될 수 있다. 평탄화 층은 ASME B46.1 또는 ISO 4287에 따라 결정되는 바와 같이 5 마이크로미터 이하의 표면 거칠기(Ra)를 가질 수 있다. 평탄화 층은 폴리카보네이트와 같은 열가소성 폴리머를 포함할 수 있다. 역으로, 적외선 차단층의 표면 거칠기는, 예를 들면, 폴리싱(polishing) 단계에 의해 저감될 수 있다.
자외선 흡수층은 실리콘(silicone), 폴리우레탄, 아크릴, 폴리에스테르, 에폭시, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 자외선 흡수층은 4,6-디벤조일 레조르시놀(DBR), 히드록시페닐트리아진, 히드록시벤조페논, 히드록시l페닐 벤조트리아졸, 히드록시페닐트리아진, 폴리아로일레조르시놀, 2-(3-트리에톡시실릴프로필)-4,6-디벤조일레조르시놀)(SDBR), 시아노아크릴레이트, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 자외선(UV) 흡수 분자를 포함할 수 있다. UV 흡수제의 예는 TINUVIN TM 329, TINUVIN TM 234, TINUVIN TM 350, TINUVIN TM 360 또는 UVINOL TM 3030이다.
자외선 흡수층은 금속 산화물(예를 들면, 지르코늄 산화물, 알루미늄 산화물(예를 들면, Al2O3), 타이타늄 이산화물, 아연 산화물, 세륨 산화물, 철 산화물(예를 들면, Fe2O3) 등 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
자외선 흡수층은 하나의 균질층을 포함할 수 있고, 또는 프라이머 층 및 탑코트(topcoat) 층과 같은 다수의 서브층(sub-layer)을 포함할 수 있다. 프라이머 층은 적외선 차단층에 탑코트를 접착시키는 것을 도울 수 있다. 프라이머 층은, 예를 들면, 아크릴, 폴리에스테르, 에폭시, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 탑코트 층은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 실리콘(예를 들면, 실리콘 하드코트), 폴리비닐플루오라이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트(예를 들면, 폴리메타크릴레이트), 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합이다.
특히 착색제(색조제), 레올러지(rheological) 조절제, 이형제, 항산화제, 및 IR 흡수 또는 반사 안료와 같은 다양한 첨가제가 자외선 흡수층에, 예를 들면, 프라이머 및 탑코트 중 하나 또는 둘 모두에 첨가될 수 있다. 첨가제의 유형 및 각각의 첨가제의 양은 창으로서 사용하기 위한 사양 및 요건을 충족시키기 위해 적외선 차단층이 요구하는 성능에 의해 결정된다.
내마모층은 유기 코팅 및 무기 코팅 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 내마모층은 SiOxCyHz를 포함할 수 있다. 유기 코팅은 우레탄, 에폭시드, 아크릴레이트(예를 들면, 실리콘계 아크릴레이트), 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 무기 코팅은 실리콘, 알루미늄 산화물, 바륨 플루오라이드, 붕소 나이트라이드, 하프늄 산화물, 란타넘 플루오라이드, 마그네슘 플루오라이드, 마그네슘 산화물, 스칸듐 산화물, 실리콘 모노산화물, 실리콘 이산화물, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시-나이트라이드, 실리콘 옥시-카바이드, 실리콘 카바이드, 탄탈럼 산화물, 타이타늄 산화물, 주석 산화물, 인듐 주석 산화물, 이트륨 산화물, 아연 산화물, 아연 셀레니드, 아연 술피드, 지르코늄 산화물, 지르코늄 티타네이트, 유리, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
내마모층은 진공 보조 증착 공정에서 사용되는 것과 같은 반응성 시약으로부터의 증착 및 기판에 졸-겔 코팅을 적용하는데 사용되는 것과 같은 대기압 코팅 공정에의해 적층될 수 있다. 진공 보조 증착 공정의 예는 플라즈마 화학 증착법, 이온 지원 플라즈마 증착, 마그네트론 스퍼터링, 전자빔 증착, 및 이온빔 스퍼터링을 포함한다. 내마모층은 진공 증착 기술, 플라즈마 화학 증착법(PECVD), 팽창열 플라즈마 PECVD, 플라즈마 중합, 광화학 증착, 이온빔 증착, 이온 플레이팅 증착, 음극 아크 증착, 스퍼터링, 증착, 중공 음극 활성화 증착, 마그네트론 활성화 증착, 활성화 반응성 증착, 열화학 증착, 또는 졸-겔 코팅 공정에 의해 적층될 수 있다. 대기압 코팅 공정의 예에는 PECVD, 커튼 코팅, 분무 코팅, 스핀 코팅, 딥 코팅, 및 유동 코팅, 뿐만 아니라 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합이 있다. 내마모층은 임의의 기술 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 통해 적층될 수 있다.
팽창열 플라즈마 반응기를 포함하는 내마모층을 증착하는데 사용되는 특정 유형의 PECVD 공정이 바람직하다. 팽창열 플라즈마 PECVD 공정에서, 플라즈마는 불활성 가스 환경에서 대응하는 양극 플레이트에 아크를 발생시키는 음극에 직류(DC) 전압을 인가하는 것에 의해 생성된다. 음극 부근의 압력은 전형적으로, 예를 들면, 대기압에 가까운 20 kPa보다 높고, 양극 부근의 압력은 2 내지 14 파스칼(Pa)의 플라즈마 처리 체임버 내에 설정된 공정 압력과 유사하다. 다음에 대기압에 가까운 열 플라즈마가 플라즈마 처리 체임버 내로 초음속으로 팽창한다.
팽창열 플라즈마 PECVD 공정용 반응성 시약은, 예를 들면, 옥타메틸사이클로테트라실록산(D4), 테트라메틸디실록산(TMDSO), 헥사메틸디실록산(HMDSO), 비닐-D4, 또는 다른 휘발성 유기실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 이 유기실리콘 화합물은 아크 플라즈마 증착 장치 내에서 전형적으로 산소 및 불활성 운반 기체(예를 들면, 아르곤)의 존재 하에서 산화, 분해 및 중합되어 내마모층을 형성한다.
자외선 흡수층 및 내마모층의 둘 모구가 존재하는 경우, 자외선 흡수층은 적외선 차단층과 내마모층 사이에 위치할 수 있다.
물품 내의 하나 이상의 층은 광학적, 화학적, 및/또는 물리적 특성을 변경하기 위한 첨가제를 포함할 수 있다. 일부의 가능한 첨가제에는, 예를 들면, 이형제, 자외선 광 흡수제, 플래트닝제(flattening agent), 결합제, 안정제(예를 들면, 열 안정제 등), 윤활제, 가소제, 레올러지 조절 첨가제, 염료, 안료, 착색제, 분산제, 정전기 방지제, 발포제, 난연제, 특히 투명한 충전제(예를 들면, 실리카, 알루미늄 산화물 등)와 같은 내충격성 개량제가 있다. 상기 첨가제는 단독으로 또는 하나 이상의 첨가제와 조합하여 사용될 수 있다.
적외선 차단층은 인듐 주석 산화물, 안티모니 주석 산화물, 불소 주석 산화물, 텅스텐 산화물, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 적외선 차단 입자를 더 포함할 수 있다.
적외선 차단층은 혼합물을 형성하기 위해 호스트 재료와 복수의 복합재 섬유를 혼합하는 단계; 및 이 혼합물로 적외선 차단층을 형성하는 단계에 의해 형성될 수 있다. 적외선 차단층은 혼합물을 형성하기 위해 (예를 들면, 모노머, 올리고머, 및 가교결합성 폴리머 중 하나 이상을 포함하는) 호스트 폴리머 전구체와 복수의 복합재 섬유를 혼합하는 단계; 및 호스트 폴리머 전구체를 반응시켜 적외선 차단층을 형성하는 단계에 의해 형성될 수 있다. 형성하는 단계는 사출성형, 압출, 필름 인서트 성형, 인몰드 코팅, 라미네이션, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다.
본 방법은 호스트 재료를 용용하여 용융된 호스트 재료를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 용융하는 단계는 혼합하는 단계 이전 또는 이후에 실시될 수 있다. 예를 들면, 복수의 복합재 섬유가 섬유 클래딩을 포함하는 경우, 혼합하는 단계는 복수의 복합재 섬유를 용융된 호스트 재료와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 섬유 클래딩은 혼합하는 단계 및 형성하는 단계 중에 부분적으로만 용융될 수 있다. 섬유 클래딩의 부분적 용융은 섬유의 호스트 재료 내로의 혼합을 촉진할 수 있고, 복합재 섬유 내의 포토닉 결정의 완전성을 유지하는 것을 도울 수 있고, 동일한 적외선 층과 비교하여 표면 거칠기를 감소시킬 수 있으나 섬유 클래딩을 포함하지 않는 동일한 수의 복합재 섬유를 포함할 수 있다. 섬유 클래딩의 부분 용융은 이미 용융된 호스트 재료에, 예를 들면, 물품을 형성하기 직전에 섬유 클래드 복합재 섬유를 첨가함으로써 달성될 수 있다.
형성하는 단계는 별개의 섬유가 없는 층과 같은 섬유가 없는 영역 상에 혼합물을 사출성형하는 단계를 포함할 수 있고; 또는 예를 들면, 복합재 섬유를 포함하지 않는 층을 섬유 함유층 상에 백 몰딩(back molding)함으로써 복합재 섬유를 포함하지 않는 층이 섬유 함유층 상에 형성될 수 있다. 별개의 층을 추가하는 단계는 FIM, 인몰드 코팅, 백 몰딩, 공압출과 같은 다양한 방법을 사용하여 수행될 수 있다.
적외선 차단층은 혼합물을, 임의선택적으로 섬유가 없는 조성물과 함께 공압출에 의해 성형하여 다층 물품을 형성함으로써 형성될 수 있다. 압출 후, 다층 물품은, 예를 들면, 롤 밀 또는 롤 스택에서 라미네이팅될 수 있다. 압출은 일축 스크류 압출기나 이축 스크류 압출기에서 압출될 수 있다. 압출은 마스터배치(masterbatch)로서 복합재 섬유를 호스트 재료에 첨가하는 단계 및 혼합물을 압출하여 적외선 차단층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
적외선 차단층은 호스트 층 및 섬유층을 포함하는 층상 스택을 형성함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 복합재 섬유를 포함하는 섬유층이 복합재 섬유를 포함하지 않는 호스트 재료를 포함하는 호스트 층 상에 배치되어 층상 스택을 형성할 수 있고; 폴리머 층이 이 호스트 층의 반대측의 섬유층의 일면 상에 형성되거나 부착될 수 있다. 복합재 섬유는 복수의 복합재 섬유 스트랜드 및 복수의 짧은 길이의 복합재 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 배치되는 동안, 호스트 층 및 복합재 섬유 중 하나 또는 둘 모두는, 예를 들면, 호스트 재료의 유리 전이 온도 이상의 온도까지 가열될 수 있다. 호스트 층은, 예를 들면, 적외선을 사용하여 호스트 층의 섬유 배치면을 가열하도록 선택적으로 가열될 수 있다. 배치 중의 온도 상승은 섬유층 내의 섬유의 호스트 층에의 부착을 유리하게 촉진시킬 수 있다. 배치 중의 온도 상승은 섬유를 호스트 재료 내에 부분적으로 또는 완전히 매립되게 할 수 있다. 배치 후, 호스트 층 및 섬유층은 가열되어 섬유를 호스트 재료 내에 부분적으로 또는 완전히 매립시킬 수 있다. 가열하는 단계는, 예를 들면, 오븐 내에서 섬유 스택을 가열하는 단계, 또는 예를 들면, 섬유층 표면을 향하여 지향되는 적외선을 사용하여 섬유층 표면을 선택적으로 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들면, 층상 스택에 폴리머 층을 라미네이팅함으로써, 필름 인서트 성형함으로써(즉, 층상 스택을 포함하는 몰드에 용융 폴리머를 백 필링(back filling)함으로써, 또는 층상 스택 상에 폴리머 층을 반응 사출성형함으로써, 폴리머 층을 층상 스택의 섬유층의 상면에 추가할 수 있다. 라미네이팅은 층상 스택 상에 폴리머 층을 적층하는 단계 및 복합재 섬유가 호스트 층 및 폴리머 층 중 적어도 하나로부터 재료 내에 매립되도록 열 및 압력 중 하나 또는 둘 모두를 가하는 단계를 포함할 수 있다. 얻어진 적외선 차단층은 포획된 기포를 포함하지 않을 수 있다. 폴리머 층은 호스트 재료, 예를 들면, 폴리카보네이트와 동일하거나 상이한 재료를 포함할 수 있다. 폴리머 층은 적외선 차단층을 형성하기 전에 복합재 섬유를 포함하지 않을 수 있다.
적외선 차단층은 다층 공압출법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 복합재 섬유를 포함하지 않는 호스트 층, 사전형성된 복합재 섬유를 포함하는 섬유층, 및 복합재 섬유를 포함하지 않는 임의선택적인 폴리머 층은 공압출되어 적외선 차단층을 형성할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, "사전형성된 복합재 섬유"라는 용어는 공압출 전에 형성되고, 호스트 재료와의 공압출 중에 그 자체가 그 복합재 섬유 구조를 형성하기 위해 압출되지 않는 복합재 섬유를 지칭한다. 공압출은 복합재 섬유가 공압출 중에 호스트 층 및 임의선택적인 폴리머 층 중 하나 또는 둘 모두 내에 부분적으로 또는 완전히 매립되도록 호스트 재료의 유리 전이 온도를 초과하는 온도일 수 있다. 공압출은 압력을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 호스트 층의 섬유측(즉, 압출된 복합재 섬유를 가진 호스트 층의 일측)은 호스트 재료 내에 복합재 섬유를 부분적으로 또는 완전히 매립하기 위해, 예를 들면, 적외선을 사용하여 형성 중에 또는 형성 후에 가열될 수 있다. 열 및 압력 중 하나 또는 둘 모두는 공압출 중에 또는 공압출 후에 가해질 수 있다. 복합재 섬유는 복수의 복합재 섬유 스트랜드 및 복수의 짧은 길이의 복합재 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 폴리머 층은 호스트 재료, 예를 들면, 폴리카보네이트와 동일하거나 상이한 재료를 포함할 수 있다. 폴리머 층이 호스트 재료 및 복수의 사전형성된 복합재 섬유와 공압출되지 않는 경우, 예를 들면, 압출물에 폴리머 층을 라미네이팅함으로써, 필름 인서트 성형함으로써(즉, 압출물을 포함하는 몰드에 용융된 폴리머를 백 필링함으로써), 또는 압출물 상에 폴리머 층을 반응 사출성형함으로써 폴리머 층을 압출물의 상면에 추가할 수 있다.
도 7은, 예를 들면, 층상 스택으로 형성되거나 공압출에 의해 형성된 적외선 차단층의 일 실시형태의 예시도이다. 도 7은 적외선 차단층이 호스트 영역(72), 복합재 섬유(20)를 포함하는 섬유 영역(74), 및 임의선택적인 폴리머 영역(76)을 포함할 수 있음을 예시한다. 영역 사이의 경계는 섬유가 특정 영역의 상하에 위치되지 않도록 분리될 수 있다. 예를 들면, 섬유 영역(74)은 각각 최상부 높이 및 최하부 높이에 의해 정의되는 복합재 섬유가 위치되는 상한 및 하한을 가질 수 있고, 호스트 영역(72) 및 임의선택적인 폴리머 영역(76) 중 하나 또는 둘 모두는 복합재 섬유(20)를 포함하지 않을 수 있다. 복합재 섬유(20)는, 만일 존재한다면, 호스트 영역(72) 및 폴리머 영역(76) 중 하나 또는 둘 모두로부터 유래하는 폴리머 재료 내에 매립될 수 있다. 도 7이 물품의 길이보다 작은 길이를 갖는 복합재 섬유(20)를 도시하고 있으나, 복합재 섬유(20)의 길이는 물품의 길이의 전체에 걸쳐 연장될 수 있음이 주목된다.
물품은 렌즈 또는 창일 수 있다. 창은 차량의 창(예를 들면, 도로 차량, 철도 차량, 항공기, 또는 수상 차량의 창) 또는 건축물의 창(예를 들면, 사무용 건물, 학교, 상점, 온실, 주거용 건물 등의 창)일 수 있다. 물품은, 예를 들면, 자동차에서 사용하는 헤드라이트 또는 미등의 렌즈와 같은 조명 구조물일 수 있다. 차량은 자동차, 트럭, 보트, 기차, 버스, 항공기 등일 수 있다. 물품은 글레이징일 수 있다. 물품은 투명, 반투명, 또는 불투명일 수 있다. 물품이 불투명인 경우, 물품은 자동차의 외부 장식품(예를 들면, 아플리케 또는 문루프 주위의 장식품) 이거나, 건축용 지붕 타일일 수 있다. 물품은 적외선 차단층일 수 있다.
적외선 차단층을 포함하는 상기 물품 및 이것을 제조하는 방법을 이하의 실시형태에서 더 설명한다.
실시형태 1: 물품은 호스트 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함하는 적외선 차단층을 포함하며; 복수의 복합재 섬유의 각각의 복합재 섬유는 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료를 포함하고; 콘트라스트 재료는 매트릭스 재료 내에 포토닉 결정을 형성하고, 포토닉 결정은 적외선에 노출되었을 때 포토닉 밴드 갭을 나타낸다.
실시형태 2: 실시형태 1의 물품으로서, 복수의 복합재 섬유는 복수의 포토닉 밴드 갭 섬유를 포함하고; 포토닉 밴드 갭 섬유 내의 콘트라스트 재료는 콘트라스트 재료의 육각형 격자, 허니콤 격자, 정사각형 격자, 삼각형 격자, 카고메(Kagome) 격자 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 형성하는 로드이다.
실시형태 3: 실시형태 2의 물품으로서, 각각의 로드는 개별적으로 5 내지 50 마이크로미터의 로드 직경과, 로드가 위치해 있는 복합재 섬유의 길이의 5% 이내인 로드 길이를 갖는다.
실시형태 4: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 복수의 복합재 섬유는 내부 섬유 코어의 주위에 동심으로 위치하는 콘트라스트 재료의 동심 링의 1-D 포토닉 결정 배열을 갖는 복수의 브래그 섬유를 포함한다.
실시형태 5: 실시형태 4의 물품으로서, 콘트라스트 재료의 동심 링의 각각은 링 두께(d) 및 평균 주기성(p)을 가지며, 여기서 d/p는 0.3 이하이다.
실시형태 6: 실시형태 4 또는 5의 물품으로서, 내부 섬유 코어 및 호스트 재료는 각각 개별적으로 폴리카보네이트를 포함하고, 콘트라스트 재료의 링은 불소화 폴리머, 특히, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함한다.
실시형태 7: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 콘트라스트 재료는 콘트라스트 재료 굴절률(no)을 갖고, 매트릭스 재료는 매트릭스 재료 굴절률(nm)을 갖고; 여기서 no ≥ 1.2nm이다.
실시형태 8: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 호스트 재료는 호스트 굴절률(nh)을 갖고, 매트릭스 재료는 매트릭스 재료 굴절률(nm)을 갖고; 여기서 nm는 nh의 10% 이내이다.
실시형태 9: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 복수의 복합재 섬유는 2 내지 10 mm의 평균 복합재 섬유 길이를 갖는다.
실시형태 10: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 복수의 복합재 섬유는 클래딩을 포함하지 않는 50 내지 1,000 마이크로미터의 평균 최단 치수를 갖는다.
실시형태 11: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 복수의 복합재 섬유는 복합재 섬유의 외면 상에 위치하는 섬유 클래딩을 포함한다.
실시형태 12: 실시형태 11의 물품으로서, 섬유 클래딩은 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 열가소성 폴리머를 포함한다.
실시형태 13: 실시형태 11 또는 실시형태 12의 물품으로서, 섬유 클래딩은 클래딩 폴리머를 포함하고, 호스트 재료는 호스트 폴리머를 포함하고, 클래딩 폴리머 및 호스트 폴리머는 동일하다.
실시형태 14: 실시형태 11 내지 13 중 어느 하나의 물품으로서, 매트릭스 재료는 매트릭스 굴절률(nm)을 갖고, 섬유 클래딩은 클래딩 굴절률(nl)을 갖고; 여기서 nl는 10% of nm의 10% 이내이다.
실시형태 15: 실시형태 11 내지 14 중 어느 하나의 물품으로서, 섬유 클래딩은 0.1 내지 3 mm의 두께를 갖는다.
실시형태 16: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 호스트 재료는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 열가소성 폴리머를 포함한다.
실시형태 17: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 콘트라스트 재료는 칼코게니드 유리와 같은 유리 또는 플루오로폴리머를 포함한다.
실시형태 18: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 콘트라스트 재료는 열굴절 재료를 포함한다.
실시형태 19: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 매트릭스 재료는 유리를 포함한다.
실시형태 20: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 매트릭스 재료는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에테르 술폰, 폴리에테르 이미드, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 열가소성 폴리머를 포함한다.
실시형태 21: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 매트릭스 재료, 호스트 재료, 및 임의선택적인 클래딩 재료는 동일하다.
실시형태 22: 실시형태 21의 물품으로서, 매트릭스 재료, 호스트 재료, 및 임의선택적인 클래딩 재료는 폴리카보네이트를 포함한다.
실시형태 23: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 적외선 차단층은 길이 및 폭을 갖는 2 개의 주 표면을 가지며, 적외선 차단층의 높이(h)에 대한 길이(l) 및 폭(w) 중 하나 또는 둘 모두의 비는 10:1 이상(l:h ≥ 10:1; w:h ≥ 10:1)이다.
실시형태 24: 실시형태 23의 물품으로서, 이 물품은 주 표면 중 적어도 하나에 인접한 캡 층 및 복수의 복합재 섬유를 더 포함하고; 캡 층 내의 복수의 복합재 섬유는 주 표면에 대해 0 내지 20°의 평균 외피 각도(αk)를 갖는다.
실시형태 25: 실시형태 23의 물품으로서, 이 물품은 주 표면 중 적어도 하나에 인접한 외피 영역, 이 외피 영역에 인접한 그리고 외피 영역과 임의선택적인 코어 영역 사이의 셸 영역을 포함하고; 외피 영역 내에서 복수의 복합재 섬유의 평균 외피 각도(αk)는 주 표면에 대해 0 내지 20°이고; 셸 영역 내에서 복수의 복합재 섬유의 평균 셸 각도(αh)는 주 표면에 대해 10 내지 40°이고; 임의선택적인 코어 영역에서 복수의 복합재 섬유의 평코각(αc)는 주 표면에 대해 30 내지 90°이다.
실시형태 26: 실시형태 23 내지 25 중 어느 하나의 물품으로서, 주 표면의 적어도 하나는 ASME B46.1 또는 ISO 4287에 따라 결정된 바와 같이 5 마이크로미터 이하의 거칠기(Ra)를 갖는다.
실시형태 27: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 이 물품은 적외선 차단층의 표면 상에 위치하는 섬유가 없는 영역을 더 포함한다.
실시형태 28: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 이 물품은 적외선 차단층의 표면 상에 위치하는 평탄화 층을 더 포함한다.
실시형태 29: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 적외선 차단층은 800 내지 2,000 nm의 파장을 갖는 근적외선의 10% 이상, 또는 25% 이상을 반사한다.
실시형태 30: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 적외선 차단층은 일방향시를 이용하는 CIE 표준 광원 C를 사용하는 ASTM D1003-00, 프로시저 B를 사용하는 3.2 mm 두께의 샘플을 사용하여 결정되었을 때 80%를 초과하는 가시광 투과율을 갖는다.
실시형태 31: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 적외선 차단층은 CIE 표준 광원 C를 사용하는 ASTM D1003-11, 프로시저 A에 따라 측정되었을 때 10% 이하의 헤이즈를 갖는다.
실시형태 32: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품으로서, 이 물품은 창 또는 조명 렌즈이다.
실시형태 33: 전술한 실시형태 중 어느 하나의 물품을 제조하는 방법으로서, 이 제조 방법은: 1) 혼합물을 형성하기 위해 호스트 재료와 복수의 복합재 섬유를 혼합하는 단계; 및 이 혼합물로 적외선 차단층을 형성하는 단계(상기 물품은 적외선 차단층을 포함함); 또는 2) 혼합물을 형성하기 위해 호스트 폴리머 전구체와 복수의 복합재 섬유를 혼합하는 단계; 및 이 호스트 폴리머 전구체를 반응시켜 적외선 차단층을 형성하는 단계( 상기 물품은 적외선 차단층을 포함함)를 포함한다.
실시형태 34: 실시형태 33의 방법으로서, 형성하는 단계는 사출성형, 압출, 필름 인서트 성형, 인몰드 코팅, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다.
실시형태 35: 실시형태 33 또는 34 중 어느 하나의 방법으로서, 상기 제조 방법은 호스트 재료를 용융시켜 용융된 호스트 재료를 형성하는 단계를 더 포함하고; 혼합하는 단계는 복수의 복합재 섬유를 용융된 호스트 재료와 혼합하는 단계를 포함하고; 복수의 복합재 섬유는 섬유 클래딩을 포함하고, 본 방법은 혼합하는 단계 및 형성하는 단계 중에 섬유 클래딩을 부분적으로만 용융시키는 단계를 포함한다.
실시형태 36: 실시형태 33 내지 35 중 어느 하나의 방법으로서, 형성하는 단계는 복수의 복합재 섬유를 포함하지 않는 기판 상에 혼합물을 사출성형하는 단계를 포함한다.
실시형태 37: 실시형태 33 내지 35 중 어느 하나의 방법으로서, 형성하는 단계는 적외선 차단층 상에 섬유가 없는 영역(62)을 백 몰딩하는 단계를 포함한다.
실시형태 38: 실시형태 33 내지 35 중 어느 하나의 방법으로서, 형성하는 단계는 혼합물을 섬유가 없는 조성물과 함께 공압출하는 단계를 포함한다.
실시형태 39: 실시형태 1 내지 32 중 어느 하나의 물품을 제조하는 방법으로서, 이 제조 방법은: 복수의 복합재 섬유를 포함하지 않는 호스트 층, 복수의 복합재 섬유를 포함하는 섬유층, 및 복수의 복합재 섬유를 포함하지 않는 임의선택적인 폴리머 층을 포함하는 층상 스택을 형성하는 단계; 및 복수의 복합재 섬유를 호스트 층 및 임의선택적인 폴리머 층 중 적어도 하나 내에 적어도 부분적으로 매립하는 단계를 포함한다. 매립하는 단계는 열, 적외선, 및 압력 중 적어도 하나를 가하는 단계를 포함할 수 있다.
실시형태 40: 실시형태 39의 방법으로서, 적어도 부분적으로 매립하는 단계는 복수의 복합재 섬유를 호스트 층 내에 적어도 부분적으로 매립하여 층상 스택을 형성하는 단계; 및 다음에 호스트 층의 반대측 섬유층의 섬유측 상에 폴리머 층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시형태 41: 실시형태 40의 방법으로서, 형성하는 단계는 라미네이팅, 필름 인서트 성형, 또는 반응 사출성형을 포함한다.
실시형태 42: 실시형태 39 내지 41 중 어느 하나의 방법으로서, 적어도 부분적으로 매립하는 단계는 층상 스택의 섬유 표면을, 예를 들면, 적외선으로 선택적으로 가열하는 단계를 포함한다. 선택적으로 가열하는 단계는 임의선택적인 폴리머 층을 형성하기 전에 이루어질 수 있다.
실시형태 43: 청구항 1 내지 32 중 어느 하나의 물품을 제조하는 방법으로서, 상기 제조 방법은: 복합재 섬유를 포함하지 않는 호스트 층, 복수의 복합재 섬유를 포함하는 섬유층, 및 복합재 섬유를 포함하지 않는 임의선택적인 폴리머 층을 공압출하는 단계(복합재 섬유는 사전형성된 섬유임); 및 복수의 복합재 섬유를 호스트 층 및 임의선택적인 폴리머 층 중 적어도 하나 내에 매립하는 단계를 포함한다. 매립하는 단계는 열, 적외선, 및 압력 중 적어도 하나를 가하는 단계를 포함할 수 있다.
실시형태 44: 실시형태 43의 방법으로서, 공압출하는 단계는 폴리머 층을 공압출하는 단계를 포함한다.
실시형태 45: 실시형태 43의 방법으로서, 공압출하는 단계는 압출물을 형성하기 위해 호스트 층과 섬유층을 공압출하는 단계; 및 압출물의 상면에, 예를 들면, 라미네이팅, 필름 인서트 성형, 또는 반응 사출성형에 의해 폴리머 층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시형태 46: 실시형태 39 내지 45 중 하나의 방법으로서, 복합재 섬유는 10 mm를 초과하거나, 또는 물품의 길이에 대해 10 mm를 초과하는 평균 스트랜드 길이를 갖는 복수의 복합재 섬유 스트랜드를 포함한다.
실시형태 47: 적외선 광을 반사시키기 위한 물품의 용도로서, 이 물품은 적외선 차단층, 예를 들면, 호스트 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함하는 선행 실시형태 중 어느 하나의 적외선 차단층을 포함하고; 복수의 복합재 섬유의 각각의 섬유는 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료를 포함하고; 콘트라스트 재료는 매트릭스 재료 내에 포토닉 결정을 형성하고, 포토닉 결정은 적외선에 노출되었을 때 포토닉 밴드 갭을 나타낸다.
이 조성물, 방법, 및 물품은 대안적으로 본 명세서에 개시된 임의의 적절한 재료, 단계, 또는 구성요소를 포함하거나, 이들로 이루어지거나, 또는 본질적으로 이들로 이루어질 수 있다. 조성물, 방법, 및 물품은 추가적으로 또는 대안적으로 이 조성물, 방법, 및 물품의 기능 또는 목적의 달성에 불필요한 임의의 재료(또는 종), 단계, 또는 구성요소를 포함하지 않도록 또는 실질적으로 포함하지 않도록 책정될 수 있다.
"하나(a 및 an)"라는 용어는 양의 제한을 표시하지 않으며, 언급된 항목 중 적어도 하나의 존재를 나타낸다. "또는"이라는 용어는 문맥에 의해 특별히 지적되지 않는 한 "및/또는"을 의미한다. 본 명세서의 전체를 통해 "일 실시형태", "다른 실시형태", "일부의 실시형태" 등은 이 실시형태와 관련하여 설명된 특정 요소(예를 들면, 기구, 구조, 단계, 또는 특징)가 본 명세서에 기술된 적어도 하나의 실시형태에 포함되고, 다른 실시형태에 존재할 수도 또는 존재하지 않을 수도 있음을 의미한다. 또한 기재된 요소들은 다양한 실시형태에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있음을 이해해야 한다. "임의선택적" 또는 "임의선택적으로"는 그 후에 기술된 이벤트 또는 상황이 일어날 수도 또는 일어나지 않을 수도 있음을 의미하며, 그 설명은 이벤트가 일어나는 경우 및 일어나지 않는 경우를 포함한다. "±10%"라는 표기법은 표시된 측정값이 언급된 값의 - 10% 내지 + 10%일 수 있음을 의미한다. "조합"이라는 용어는 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다.
본 명세서에서 달리 규정되지 않는 한, 모든 시험 표준은 본 출원의 출원일 현재에 또는 우선권이 주장된 경우에는 그 시험 표준이 나타나는 가장 빠른 우선권 출원의 출원일에 유효한 가장 최근의 표준이다.
동일한 구성요소 또는 특성에 대한 모든 범위의 상하한은 이 상하한을 포함하고, 독립적으로 결합가능하고, 모든 중간점을 포함한다. 예를 들면, "최대 25 중량%까지, 또는 더 구체적으로는 5 내지 20 wt%"의 범위는 상하한 및 "5 내지 25 중량%"의 범위의 모든 중간 값, 예를 들면, 10 내지 23 중량% 등을 포함한다.
달리 규정되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다.
모든 인용된 특허, 특허 출원, 및 기타 참고문헌은 그 전체가 원용에 의해 본원에 포함된다. 그러나, 본 출원의 용어가 포함되는 참고문헌의 용어와 상충되는 경우, 본 출원의 용어가 포함되는 참고문헌의 상충되는 용어보다 우선한다.
특정의 실시형태가 설명되었으나, 현재 예상되지 않거나 예상될 수 없는 대안, 수정, 변형, 개선, 및 실질적 균등이 본 출원인이나 당업자에게 상도될 수 있다. 따라서, 출원된 그리고 보정될 수 있는 첨부의 청구범위는 이러한 모든 대안, 수정, 변형, 개선 및 실질적 균등을 포함하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 물품으로서,
    상기 물품은:
    호스트 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함하는 적외선 차단층을 포함하고;
    상기 복수의 복합재 섬유의 각각의 복합재 섬유는 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료를 포함하고; 상기 콘트라스트 재료는 상기 매트릭스 재료 내에 적외선에의 노출 시에 포토닉 밴드 갭(photonic band gap)을 나타내는 포토닉 결정(photonic crystal)을 형성하는,
    물품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 복합재 섬유는 복수의 포토닉 밴드 갭 섬유를 포함하고; 상기 포토닉 밴드 갭 섬유 내의 콘트라스트 재료는 상기 콘트라스트 재료의 육각형 격자, 허니콤 격자, 정사각형 격자, 삼각형 격자, 카고메(Kagome) 격자 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 형성하는 로드(rod)인,
    물품.
  3. 제 2 항에 있어서,
    각각의 로드는 개별적으로 5 내지 50 마이크로미터의 로드 직경과, 상기 로드가 위치해 있는 상기 복합재 섬유의 길이의 5% 이내인 로드 길이를 갖는,
    물품.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 복합재 섬유는 내부 섬유 코어의 주위에 동심으로 위치하는 상기 콘트라스트 재료의 동심 링의 1-D 포토닉 결정 배열을 갖는 복수의 브래그(Bragg) 섬유를 포함하는,
    물품.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 내부 섬유 코어 및 상기 호스트 재료는 각각 개별적으로 폴리카보네이트를 포함하고, 상기 콘트라스트 재료의 링은 불소화 폴리머, 특히, 폴리비닐리덴 플루오라이드를 포함하는,
    물품.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘트라스트 재료는 콘트라스트 재료 굴절률(no)을 갖고, 상기 매트릭스 재료는 매트릭스 재료 굴절률(nm)을 갖고, 여기서 no ≥ 1.2nm이고, 상기 호스트 재료는 호스트 굴절률(nh)을 갖고, nm은 nh의 10% 이내인,
    물품.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 복합재 섬유는 2 내지 10 mm의 평균 복합재 섬유 길이를 갖고, 상기 복수의 복합재 섬유는 클래딩(cladding)을 포함하지 않는 50 내지 1,000 마이크로미터의 평균 최단 치수를 갖는,
    물품.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 복합재 섬유는 상기 복합재 섬유의 외면 상에 위치된 섬유 클래딩을 포함하고, 상기 섬유 클래딩은 임의선택적으로 0.1 내지 3 mm의 두께를 갖는,
    물품.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 섬유 클래딩은 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 열가소성 폴리머를 포함하는,
    물품.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 호스트 재료는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 폴리머, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 열가소성 폴리머를 포함하고, 상기 콘트라스트 재료는 유리, 플루오로폴리머, 또는 열굴절 재료를 포함하고, 상기 매트릭스 재료는 유리 또는 열가소성 폴리머를 포함하는,
    물품.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스 재료, 상기 호스트 재료, 및 임의선택적인 상기 클래딩 재료는 동일한,
    물품.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 상기 적외선 차단층의 표면 상에 위치하는 섬유가 없는 영역을 더 포함하는,
    물품.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 창 또는 조명 렌즈인,
    물품.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 물품을 제조하는 방법으로서,
    상기 제조 방법은:
    혼합물을 형성하기 위해 호스트 재료와 복수의 복합재 섬유를 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합물로 적외선 차단층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 물품은 상기 적외선 차단층을 포함하는,
    물품의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 형성하는 단계는 사출성형, 압출, 필름 인서트 성형, 인몰드 코팅, 또는 상기한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는,
    물품의 제조 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제조 방법은 상기 호스트 재료를 용융하여 용융된 호스트 재료를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 혼합하는 단계는 상기 복수의 복합재 섬유를 용융된 호스트 재료와 혼합하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 복합재 섬유는 섬유 클래딩을 포함하고, 상기 제조 방법은 상기 혼합하는 단계 및 상기 형성하는 단계 중에 상기 섬유 클래딩을 부분적으로만 용융시키는 단계를 포함하는,
    물품의 제조 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 물품을 제조하는 방법으로서,
    상기 제조 방법은:
    상기 복수의 복합재 섬유를 포함하지 않는 호스트 층, 상기 복수의 복합재 섬유를 포함하는 섬유층, 및 상기 복수의 복합재 섬유를 포함하지 않는 임의선택적인 폴리머 층을 포함하는 층상 스택을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 복합재 섬유를 상기 호스트 층 및 상기 임의선택적인 폴리머 층 중 적어도 하나 내에 매립하는 단계를 포함하는,
    물품의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 형성하는 단계는 라미네이팅(laminating), 필름 인서트 성형, 또는 반응 사출성형을 포함하는,
    물품의 제조 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 물품을 제조하는 방법으로서,
    상기 제조 방법은:
    상기 복합재 섬유를 포함하지 않는 호스트 층, 상기 복수의 복합재 섬유를 포함하는 섬유층, 및 상기 복합재 섬유를 포함하지 않는 임의선택적인 폴리머 층을 공압출하는 단계 - 상기 복합재 섬유는 사전형성된 섬유임 -; 및
    상기 복수의 복합재 섬유를 상기 호스트 층 및 상기 임의선택적인 폴리머 층 중 적어도 하나 내에 매립하는 단계를 포함하는,
    물품의 제조 방법.
  20. 적외선 광을 반사하기 위한 물품의 용도로서,
    상기 물품은 호스트 재료 및 복수의 복합재 섬유를 포함하는 적외선 차단층을 포함하고,
    상기 복수의 복합재 섬유의 각각의 섬유는 콘트라스트 재료 및 매트릭스 재료를 포함하고; 상기 콘트라스트 재료는 상기 매트릭스 재료 내에 포토닉 결정을 형성하고, 상기 포토닉 결정은 적외선에 노출되었을 때 포토닉 밴드 갭을 나타내는,
    물품의 용도.
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