含氟聚合物多層光學(xué)膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含氟聚合物多層光學(xué)膜，所述多層光學(xué)膜包括光學(xué)疊堆，其中所述光學(xué)疊堆包括多個第一光學(xué)層，每個第一光學(xué)層均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚單體，前提條件是所述可熔融加工的共聚物不為氟化乙烯?丙烯共聚物或全氟烷氧基樹脂；和第二聚合物層，其與所述多個第一光學(xué)層以重復(fù)順序布置，每個第二光學(xué)層均包含選自如下的非氟化聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚(甲基丙烯酸甲酯)的共聚物；聚丙烯；聚丙烯的共聚物；聚苯乙烯；苯乙烯的共聚物；聚偏二氯乙烯；聚碳酸酯；熱塑性聚氨酯；乙烯的共聚物；環(huán)烯烴共聚物；以及它們的組合。
【專利說明】
含氟聚合物多層光學(xué)膜
[00011 本專利申請是申請日為2009年12月29日、申請?zhí)枮?00980157344.0、發(fā)明名稱為 "含氟聚合物多層光學(xué)膜及其制備和使用方法"的中國專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明廣義地涉及多層光學(xué)膜及其制備和使用方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 已制備出具有至少兩種聚合物材料的多個交替的層的多層光學(xué)膜，這些交替的層 的各層厚度大約為幾百納米或更小。當(dāng)選擇的聚合物材料的折射率充分失配時，這些多層 光學(xué)膜會引起光波長的相長干涉。這導(dǎo)致多層光學(xué)膜反射某些波長而透射或吸收其他波 長。
[0004] 傳統(tǒng)上，多層光學(xué)膜由非氟化聚合物材料的交替的層所構(gòu)造，所述非氟化聚合物 材料的交替的層的折射率差值大于0.1。例如，多層光學(xué)膜常常由折射率差值為0.25的（聚 (2,6_萘二甲酸乙二酯））和(聚（甲基丙烯酸甲酯））層對;折射率差值為0.16的（聚對苯二甲 酸乙二酯)和(聚（甲基丙烯酸甲酯）的共聚物)層對；以及一個光偏振時的折射率可為0.19 的（聚（2，6-萘二甲酸乙二酯））和coPEN(衍生自萘二甲酸、額外的二羧酸和二醇）層對所構(gòu) 造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 簡而言之，在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種包括光學(xué)疊堆的多層光學(xué)膜，所述 光學(xué)疊堆包括多個第一光學(xué)層，每個第一光學(xué)層均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融 加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚單體，前提條件是該可熔融加工的共聚物不為氟化乙 烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基樹脂;和多個第二光學(xué)層，其與多個第一光學(xué)層以重復(fù)順序布 置，每個第二光學(xué)層均包含選自以下的非氟化聚合物材料:聚（甲基丙烯酸甲酯）；聚（甲基 丙烯酸甲酯）的共聚物;聚丙烯;丙烯的共聚物;聚苯乙烯;苯乙烯的共聚物;聚偏二氯乙烯； 聚碳酸酯;熱塑性聚氨酯；乙烯的共聚物;環(huán)烯烴共聚物；以及它們的組合。
[0006] 在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種包括根據(jù)本發(fā)明的多層光學(xué)膜的制品。
[0007] 在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種涂層，其包括根據(jù)本發(fā)明的多層膜的小碎 片，其中每個碎片的最大尺寸至少為多層光學(xué)膜厚度的兩倍，并且不超過該涂層的最大厚 度。
[0008] 在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種將根據(jù)本發(fā)明的多層光學(xué)膜用于太陽能應(yīng) 用、照明應(yīng)用和/或門窗產(chǎn)品的方法。
[0009] 在另一個實施例中，本發(fā)明公開了一種制備多層光學(xué)膜的方法，所述方法包括提 供第一光學(xué)層，其包含可熔融加工的共聚物，該可熔融加工的共聚物包含四氟乙烯的互聚 單體，前提條件是該可熔融加工的共聚物不為氟化乙烯-丙烯共聚物或全氟烷氧基樹脂;提 供第二光學(xué)層，其包含選自以下的非氟化聚合物材料:聚（甲基丙烯酸甲酯）；聚（甲基丙烯 酸甲酯）的共聚物;聚丙烯;聚丙烯的共聚物;聚苯乙烯;苯乙烯的共聚物;聚偏二氯乙烯;聚 碳酸酯;熱塑性聚氨酯；乙烯的共聚物;環(huán)烯烴共聚物；以及它們的組合；以及將第一光學(xué)層 與第二光學(xué)層交替，以構(gòu)造多個層。
[0010]有利地，與傳統(tǒng)多層光學(xué)膜相比，這些新型多層光學(xué)膜可提供改善的性能。
[0011]上述
【發(fā)明內(nèi)容】
并非意圖描述每個實施例。在以下【具體實施方式】中還示出了本發(fā)明 的一個或多個實施例的細(xì)節(jié)。根據(jù)以下"【具體實施方式】"和"權(quán)利要求書"，本發(fā)明的其他特 征、目標(biāo)和優(yōu)點將顯而易見。
【附圖說明】
[0012] 圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的多層光學(xué)膜100的示意性側(cè)視圖；
[0013] 圖1B是多層光學(xué)膜100中所包括的兩組件光學(xué)疊堆140的示意性側(cè)視圖。
[0014] 圖2是實例11的多層光學(xué)膜的波長對反射的曲線圖。
[0015] 圖3是實例12的多層光學(xué)膜的波長對反射的曲線圖。
【具體實施方式】
[0016] 如本文所用，術(shù)語：
[0017] "一個"、"所述"和"至少一個"可替換使用并且表示一個或多個；
[0018] "和/或"用于表示所說明的情況之一或兩者均可能發(fā)生，例如，A和/或B包括(A和 B)和(A 或 B);
[0019] "互聚的（interpolymerized)"是指聚合在一起形成大分子化合物的單體；
[0020] "共聚物"是指包含至少兩種不同的互聚單體(即，不具有相同化學(xué)結(jié)構(gòu)的單體)的 聚合物材料，并且它包括(例如）三元共聚物(三種不同的單體)或四元共聚物（四種不同的 單體）；
[0021] "聚合物"是指包含相同單體或不同單體的互聚單體的聚合物材料，前一情況為均 聚物，后一情況為共聚物；
[0022] "光"是指波長在200nm至2500nm范圍內(nèi)的電磁福射；
[0023] "可熔融加工的"是指在正常加工設(shè)備如擠出機(jī)中一旦熔化、加熱和/或施加壓力 后能流動的聚合物材料;和
[0024] "光學(xué)層"是指厚度為要反射的光的波長的約四分之一的材料層。
[0025] 圖1A示出了本發(fā)明的一個示例性實施例。多層光學(xué)膜100包括光學(xué)疊堆140和任選 的附加層，如(例如)任選的保護(hù)性界面層120和122以及任選的表層130和150。
[0026] 參照圖1B將更好地理解光學(xué)疊堆140。光學(xué)疊堆140包括第一光學(xué)層160a、 160b、……、160η(統(tǒng)稱為第一光學(xué)層160)和與其緊密接觸的第二光學(xué)層162a、162b、……、 162η(統(tǒng)稱為第二光學(xué)層162)。
[0027]本發(fā)明的第一光學(xué)層160包含可熔融加工的共聚物，該可熔融加工的共聚物包含 四氟乙烯的互聚單體，前提條件是該可熔融加工的共聚物不為氟化乙烯-丙烯共聚物或全 氟烷氧基樹脂。氟化乙烯-丙烯共聚物（即FEP)是根據(jù)ASTM D 2116-07"FEP-碳氟化合物模 鑄和擠出材料的標(biāo)準(zhǔn)說明"定義的并且具有折射率=1.34。全氟烷氧基樹脂（即PFA)是根據(jù) ASTM D 3307-08"全氟烷氧基(PFA)-氟碳樹脂模鑄和擠出材料的標(biāo)準(zhǔn)說明"定義的并且具 有折射率=1.35。考慮了包含四氟乙烯以及六氟乙烯和/或乙烯基醚的聚合物材料，其不包 括在上面列出的ASTM命名之中。包含四氟乙烯的互聚單體的代表性可熔融加工的共聚物包 括：四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(例如，THV);四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的 共聚物（例如，HTE);四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；乙烯和四氟乙烯的共聚物（例如， ETFE);四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的共聚物(例如，TFEP);或它們的組合。
[0028]在一些實施例中，包含上述四氟乙烯的互聚單體的代表性可熔融加工的共聚物包 含其他單體，其可為氟化的或非氟化的。例子包括:開環(huán)化合物，如在聚合條件下發(fā)生開環(huán) 的3元環(huán)或4元環(huán)，如（例如），環(huán)氧化物;烯屬單體，如（例如），丙烯、乙烯、偏二氟乙烯、氟乙 烯和降冰片烯;和由式CF 2 = CF-(0CF2CF(Rf))a0R'f表示的全氟乙烯基醚，其中R f是具有1至8 個，通常1至3個碳原子的全氟烷基，R'f是具有1至8個，通常1至3個碳原子的全氟脂族基團(tuán)， 通常是全氟烷基或全氟烷氧基，并且a是0至3的整數(shù)。具有該式的全氟乙烯基醚的例子包 括：CF 2 = CFOCF3、CF2 = CFOCF2CF2CF2OCF3、CF2 = CFOCF2CF2CF3、CF2 = CFOCF2CF (CF3) OCF2CF2CF3 和CF2 = CFOCF2CF(CF3)OCF2CF(CF3)OCF 2CF2CF3。四氟乙烯與至少兩種或甚至至少三種另外不 同的單體的可熔融加工的共聚物可能是特別有用的。
[0029] 四氟乙烯和以上所討論的其他單體的示例性可熔融加工的共聚物包括市售的那 些，如：由 Dyneon LLC.(0akdale，MN)以商品名"DYNEON THV 220"、"DYNE0N THV 230"、 "DYNEON THV 500"、"DYNE0N THV 500G"、"DYNE0N THV 510D"、"DYNE0N THV610"、"DYNE0N THV 815"、"DYNEON THVP 2030G"出售的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物；由 Dyneon LLC.以商品名 "DYNEON HTE 1510"和 "DYNEON HTE 1705" 出售的和由Daikin Industries，Ltd.(日本Osaka)以商品名"NE0FL0N EFEP"出售的四氟乙稀、六氟丙稀和乙稀 的共聚物；由Asahi Glass Co.，Ltd.(日本東京）以商品名"AFLAS"出售的四氟乙烯、六氟丙 稀和乙稀的共聚物；由E.I.du Pont de Nemours and Co.(Wilmington，DE)以商品名 "TEFLON AF"出售的四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；以及由Dyneon LLC.以商品名"DYNEON ET 6210A"和"DYNEON ET 6235" 出售、由E.I.du Pont de Nemours and Co.以商品名 "TEFZEL ETFE"出售和由Asahi Glass Co.，Ltd.以商品名"FLU0N ETFE"出售的乙烯和四氟 乙烯的共聚物。
[0030] 本發(fā)明的第二光學(xué)層162包含選自以下的非氟化聚合物材料：聚（甲基丙烯酸甲 酯）；聚（甲基丙烯酸甲酯）的共聚物;聚丙烯;丙烯的共聚物;聚苯乙烯，其包括(例如）間規(guī) 立構(gòu)聚苯乙烯、全同立構(gòu)聚苯乙烯和無規(guī)聚苯乙烯或它們的組合；苯乙烯的共聚物，例如 (如)丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物(例如，ASA);聚偏二氯乙烯;聚碳酸酯;熱塑性聚 氨酯；乙烯共聚物，如(例如）乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物(例如，EVA);環(huán)烯烴共聚物；以及 它們的組合。
[0031] 示例性的非氟化聚合物材料包括如下的那些：由Ineos Aery 1 i cs，Inc . (Wilmington，DE)以商品名"CP7Γ和"CP80"出售的聚（甲基丙烯酸甲酯）；由Ineos Acrylics, Inc.以商品名"PERSPEX CP6 3"出售的聚（甲基丙烯酸甲酯）的共聚物（由7 5重 量％的甲基丙烯酸甲酯和25重量％的丙烯酸乙酯制成），以及由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙 稀酸正丁酯制成的共聚物；聚丙稀，包括無規(guī)聚丙稀和全同立構(gòu)聚丙??；由Mitsui Chemicals America Inc. (Rye Brook,NY)以商品名"ADMER"（由聚丙稀和馬來酸酐制成）出 售，和由Huntsman Chemical Corp. (Salt Lake City, UT)以商品名 "REXFLEX Will"（其為 無規(guī)聚丙稀和全同立構(gòu)聚丙稀的共聚物）出售的聚丙稀共聚物；由Dow Chemical Co. (Midland,MI)以商品名"STYR0N"出售的聚苯乙烯；聚苯乙烯的共聚物，由Dow Chemical Co.以商品名"TYRIL"（其為苯乙稀和乙腈的共聚物）出售，由Samsung(La Mirada，CA)以商 品名"STAREX"（其為丙稀腈、苯乙稀和丙稀酸酯的共聚物）出售，和得自Lubrizol Corp. (Wickliffe，OH)的子公司Noveon的苯乙稀和丙稀酸酯的共聚物；由Dow Chemical Co.以商 品名"SARAN"出售的PVDC;由Dow Chemical Co.以商品名"CALIBRE"出售的聚碳酸酯；由 Lubrizol Corp.以商品名"STATRITE Χ50%~ 出售、由 BASF Corp.(Freeport，TX)以商品名 "ELASTOLLAN" 出售和可得自Bayer MaterialScience(德國AG,Leverkusen)的熱塑性聚氨 酯；由Dow Chemical Co.以商品名"ENGAGE 8200"（其為乙烯和辛烯的共聚物）出售、由 E.I.du Pont de Nemours and Co.以商品名"DUPONT ELVAX"（其為乙稀和乙酸乙稀酯的共 聚物）出售，由E.I.du Pont de Nemours and Co.以商品名 "DUPONT ELVAL0Y"（其為乙烯和 包括丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯(EBA、EEA和EMA)在內(nèi)的丙烯酸酯的共聚物）出 售，和由E.I.du Pont de Nemours and Co.以商品名"DUPONT BYNEL"（其為乙烯共聚物）出 售的聚乙稀共聚物；由Topas Advanced Polymers(Florence，KY)以商品名 "TOPAS C0C"（其 為乙烯和降冰片烯的共聚物）出售的環(huán)烯烴共聚物;或它們的組合。
[0032]再參見圖1B，第二光學(xué)層162與第一光學(xué)層160以重復(fù)順序布置。如圖1B中所示，可 將層對（例如，其中第一光學(xué)層160為A而第二光學(xué)層162為B)布置成交替的層對（例如， ABABAB···)。在其它實施例中，可以將層對與中間層如（例如)第三光學(xué)層C一起布置(例如， ABCABC…），或者以非交替的方式布置（例如，ABABABCAB…、ABABACABDAB…、ABABBAABAB… 等）。通常，層對設(shè)置成交替層對。
[0033]本發(fā)明的示例性層對包括:聚（甲基丙烯酸甲酯）與（六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的 共聚物)層對;聚（甲基丙烯酸甲酯）與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對； 聚碳酸酯與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對;聚碳酸酯與(六氟丙烯、四 氟乙烯和乙烯的共聚物)層對;聚碳酸酯與（乙烯和四氟乙烯的共聚物)層對;聚丙烯的共聚 物與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對;聚丙烯與(六氟丙烯、四氟乙烯和 乙烯的共聚物)層對;聚苯乙烯與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對，其包 括間規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯和（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物）層對;聚苯乙烯的共 聚物與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對;聚苯乙烯的共聚物與（六氟丙 烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)層對;聚乙烯的共聚物與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯 的共聚物)層對;聚乙烯的共聚物與(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)層對；（丙烯腈、 苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物)與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對；（丙烯 腈、苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物)與(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)層對;環(huán)烯烴共 聚物與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對;環(huán)烯烴共聚物與(六氟丙烯、四 氟乙烯和乙烯的共聚物)層對;熱塑性聚氨酯與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚 物)層對或其組合。
[0034] 通過對第一光學(xué)層和第二光學(xué)層的適當(dāng)選擇，可將光學(xué)疊堆140設(shè)計成能反射或 透射所需帶寬的光。根據(jù)以上討論，應(yīng)當(dāng)理解第二光學(xué)層的選擇不僅取決于多層光學(xué)膜的 預(yù)期應(yīng)用，而且還取決于對第一光學(xué)層的選擇以及處理條件。
[0035] 當(dāng)光穿過光學(xué)疊堆140時，光或光的一些部分將被透射通過光學(xué)層、被光學(xué)層吸收 或在光學(xué)層之間的界面處反射。
[0036]透射通過光學(xué)層的光與吸光度、厚度和反射有關(guān)。透射(T)與吸光度(A)有關(guān)，其中 A = -log T，并且％A+%T+%反射=100%。反射是在光學(xué)層之間的每個界面處產(chǎn)生的。再參 考圖1B，第一光學(xué)層160和第二光學(xué)層162分別具有各自不同的折射率m和Π2。光可以在相鄰 光學(xué)層的界面處反射，例如，在第一光學(xué)層160a和第二光學(xué)層162a之間的界面處;和/或在 第二光學(xué)層162a和第一光學(xué)層160b之間的界面處反射。在相鄰光學(xué)層的界面處不反射的光 通常穿過連續(xù)的層并且在某隨后的光學(xué)層中被吸收，在某隨后的界面處反射或者完全透射 通過光學(xué)疊堆140。通常，將給定層對中的光學(xué)層選擇為(例如)對反射性所需的那些光波長 基本上透明。在層對界面處未被反射的光傳送至下一層對界面，在此處光的一部分被反射 并且未反射光繼續(xù)前進(jìn)，如此類推。這樣，具有多個光學(xué)層(例如，超過50個、超過100個、超 過1000個或者甚至超過2000個光學(xué)層)的光學(xué)層疊堆能夠產(chǎn)生高度的反射。
[0037]通常，相鄰光學(xué)層的界面的反射性與反射波長下第一光學(xué)層和第二光學(xué)層上的折 射率差值的平方成正比。層對之間的折射率的絕對差值（|m-n2|)通常為0.1或更大。第一光 學(xué)層和第二光學(xué)層之間較高的折射率差值是所期望的，這是因為可以產(chǎn)生更大的光學(xué)功率 (例如，反射率），因此能夠獲得更多反射帶寬。然而，在本發(fā)明中，取決于所選擇的層對，層 對之間的絕對差值可以小于0.20、小于0.15、小于0.10、小于0.05或者甚至小于0.03。例如， 聚（甲基丙烯酸甲酯)和DYNEON HTE 1705的絕對折射率差值為0.12。
[0038]通過選擇適當(dāng)?shù)膶訉?、層厚度?或?qū)訉?shù)，可以將光學(xué)疊堆設(shè)計成能透射或反射 所需的波長。每個層的厚度均可以通過改變反射量或變動反射波長范圍來影響光學(xué)疊堆的 性能。通常，光學(xué)層的平均單個層厚度為所關(guān)注波長的約四分之一，而層對厚度為所關(guān)注波 長的約一半。光學(xué)層各自可以是四分之一波長厚，或者光學(xué)層可以具有不同的光學(xué)厚度，只 要層對的光學(xué)厚度之和為波長的一半(或其倍數(shù)）。例如，為了反射400納米(nm)的光，平均 單個層厚度將為約l〇〇nm，而平均層對厚度將為約200nm。相似地，為了反射800nm的光，平均 單個層厚度將為約200nm，而平均層對厚度將為約400nm。第一光學(xué)層160和第二光學(xué)層162 可以具有相同的厚度。作為另外一種選擇，光學(xué)疊堆可以包括具有不同厚度的光學(xué)層以增 加反射波長范圍。具有多于兩個層對的光學(xué)疊堆可包括具有不同光學(xué)厚度以在波長范圍上 提供反射性的光學(xué)層。例如，光學(xué)疊堆可包括單獨進(jìn)行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)具有特定波長的垂直入 射光的最佳反射的層對，或者可包括反射較大帶寬上的光的層對厚的梯度。特定層對的垂 直反射率主要取決于各個層的光學(xué)厚度，其中光學(xué)厚度定義為層的實際厚度與其折射率的 乘積。從光學(xué)層疊堆反射的光的強(qiáng)度隨其層對的數(shù)量和各個層對中的光學(xué)層的折射率差而 變化。比率mcUAmcU+mcbK常常稱為"f-比率"）與給定層對在指定波長下的反射率有關(guān)。 在f-比率中， m和仍為層對中的第一光學(xué)層和第二光學(xué)層在指定波長下的相應(yīng)折射率，并且 山和山為層對中的第一光學(xué)層和第二光學(xué)層的相應(yīng)厚度。通過對折射率、光學(xué)層厚度以及f-比率的適當(dāng)選擇，可以對第一級反射的強(qiáng)度進(jìn)行一定程度的控制。例如，可利用約0.05納米 至0.3納米的光學(xué)層厚獲得紫色(400納米波長)至紅色（700納米波長）的第一級可見光反 射。通常，f-比率偏離0.5導(dǎo)致較低程度的反射性。
[0039]可使用公式A/^zmcU+mcb來調(diào)節(jié)光學(xué)層以反射垂直入射角下的波長λ的光。在其 它角度處，層對的光學(xué)厚度取決于穿過組成光學(xué)層的距離(其大于層的厚度)和光學(xué)層的三 個光軸中至少兩個光軸上的折射率。光學(xué)層各自可以是四分之一波長厚，或者光學(xué)層可以 具有不同的光學(xué)厚度，只要光學(xué)厚度之和為波長的一半(或其倍數(shù)）。具有多于兩個層對的 光學(xué)疊堆可包括具有不同光學(xué)厚度以在波長范圍上提供反射性的光學(xué)層。例如，光學(xué)疊堆 可包括單獨進(jìn)行調(diào)節(jié)以實現(xiàn)具有特定波長的垂直入射光的最佳反射的層對，或者可包括反 射較大帶寬上的光的層對厚的梯度。
[0040]典型方法為全部或大部分使用四分之一波薄膜疊堆。在這種情況下，控制光譜需 要控制薄膜疊堆內(nèi)的層厚分布。如果這些層為聚合物層，則由于和無機(jī)膜相比聚合物膜可 達(dá)到的折射率差值相對較小，因此寬帶光譜(例如，在空氣中在較大的角度范圍內(nèi)反射可見 光所需要的光譜)仍需要大量的層。結(jié)合用顯微鏡技術(shù)所獲得的層分布信息，使用美國專利 N 〇.6,783,349(Neavin等人）中所教導(dǎo)的軸桿設(shè)備，可以調(diào)節(jié)這些光學(xué)疊堆的層厚度分布以 提供改善的光譜特征。
[0041 ]用于為多層光學(xué)膜提供受控光譜的理想技術(shù)包括：
[0042] 1)如美國專利No. 6，783，349(Neavin等人）中所教導(dǎo)的，使用軸桿加熱器控制共擠 出聚合物層的層厚度值。
[0043] 2)通過使用層厚度測量工具，例如(如)原子力顯微鏡、透射型電鏡或掃描電鏡，在 制備期間適時地反饋層厚度分布。
[0044] 3)光學(xué)建模以生成所需層厚度分布。
[0045] 4)基于所測層特征圖與所需層特征圖之間的差值進(jìn)行重復(fù)軸桿調(diào)節(jié)。
[0046] 層厚度分布控制的基本方法涉及根據(jù)目標(biāo)層厚度分布和所測量層厚度分布的差 異來調(diào)整軸桿區(qū)功率設(shè)置。調(diào)節(jié)給定反饋區(qū)域中的層厚度值所需的軸桿功率的增加首先會 以該加熱器區(qū)域中生成的每一層所得厚度變化（納米）的熱輸入(瓦特）來校準(zhǔn)。使用針對 275個層的24個軸棒區(qū)可以實現(xiàn)光譜的精密控制。一旦經(jīng)過校準(zhǔn)，就可以在給定目標(biāo)分布和 所測量分布的情況下計算所需的功率調(diào)整?？梢灾貜?fù)該程序直到兩種分布一致。
[0047] 例如，可以將光學(xué)疊堆的層厚度分布(層厚度值）調(diào)節(jié)為大致線性的分布，其中第 一(最薄)光學(xué)層被調(diào)節(jié)為對340nm光具有約四分之一波長的光學(xué)厚度(折射率乘以物理厚 度)并向最厚層推進(jìn)，所述最厚層被調(diào)節(jié)為對420nm光具有約四分之一波長厚的光學(xué)厚度。
[0048] 增加光學(xué)疊堆中的光學(xué)層數(shù)還可以提供更大的光學(xué)功率。例如，如果層對之間的 折射率較小，則光學(xué)疊堆可能達(dá)不到所需的反射率，但通過增加層對數(shù)就可以實現(xiàn)足夠的 反射率。在本發(fā)明的一個實施例中，光學(xué)疊堆包括至少2個第一光學(xué)層和至少2個第二光學(xué) 層、至少5個第一光學(xué)層和至少5個第二光學(xué)層、至少50個第一光學(xué)層和至少50個第二光學(xué) 層、至少200個第一光學(xué)層和至少200個第二光學(xué)層、至少500個第一光學(xué)層和至少500個第 二光學(xué)層或者甚至至少1000個第一光學(xué)層和至少1000個第二光學(xué)層。
[0049] 光學(xué)層的雙折射率(例如，由拉伸造成)是提高層對中光學(xué)層的折射率差值的另一 種有效的方法。根據(jù)(例如)光學(xué)層數(shù)、f_比率和折射率，包括以兩個相互垂直的面內(nèi)軸取向 的層對的光學(xué)疊堆能夠反射極高百分比的入射光，從而是高效的反射器。
[0050] 如上所提及的，可以設(shè)計本發(fā)明的光學(xué)疊堆以反射或透射至少所關(guān)注的特定帶寬 (即波長范圍）。在一個實施例中，本發(fā)明的光學(xué)疊堆透射以下波長中的至少一者：約400-700nm之間、約380-780nm之間或者甚至約350-800nm之間的波長的至少一部分；大于約 700nm、大于約780nm或者甚至大于約800nm的波長的至少一部分；約700-2500nm之間、約 800-1300nm之間或者甚至約800-1100nm之間的波長的至少一部分；約300-400nm之間或者 甚至約250-400nm之間的波長的至少一部分;小于約300nm的波長的至少一部分;或它們的 組合。"至少一部分"表示不僅包含整個波長范圍，而且還包含波長的一部分，如至少2nm、 10nm、25nm、50nm或lOOnm的帶寬。"透射"表示在90度的入射角處，至少30%、40%、50%、 60%、70 %、80 %、85 %、90 %、92 %或95 %的所關(guān)注的波長被透射。
[00511 在一個實施例中，本發(fā)明的光學(xué)疊堆反射以下波長中的至少一者:約400-700nm之 間、約380-780nm之間或者甚至約350-800nm之間的波長的至少一部分；大于約700nm、大于 約780nm或者甚至大于約800nm的波長的至少一部分；約700-2500nm之間、約800-1300nm之 間或者甚至約800-1100nm之間的波長的至少一部分；約300-400nm之間或者甚至約250-400nm之間的波長的至少一部分;小于約300nm的波長的至少一部分;或它們的組合。"反射" 表示在 90 度的入射角處，至少 30%、40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、92% 或 95% 的 所關(guān)注的波長被反射。
[0052]可以選擇層對、層數(shù)和層厚度從而使得光學(xué)疊堆反射第一帶寬的光而透射第二帶 寬的光。例如，光學(xué)疊堆可以透射可見光波長(例如，400-700nm)而反射紅外線波長(例如， 700-2500nm)，透射紫外線波長(例如，250-400nm)而反射紅外線波長，或者透射紅外線波長 而反射紫外線波長。
[0053]除了上述的光學(xué)疊堆，可以在多層光學(xué)膜中任選應(yīng)用如圖1A中所示那些的附加 層，以改進(jìn)或提高多層光學(xué)膜的物理、化學(xué)和/或光學(xué)特性。在下文中詳細(xì)說明了可以在根 據(jù)本發(fā)明的多層光學(xué)膜中任選使用的涂層或?qū)拥姆窍拗菩粤斜怼?br>[0054]在一個實施例中，多層光學(xué)膜包括一個或多個光學(xué)層。應(yīng)當(dāng)理解，多層光學(xué)膜可以 由單個光學(xué)疊堆組成，或者可以由多個隨后結(jié)合以形成多層光學(xué)膜的光學(xué)疊堆制成?？梢?添加的附加光學(xué)層包括(例如)偏振器、反射鏡、透明對有色膜、有色對有色膜、冷光鏡或它 們的組合。
[0055]在一個實施例中，多層光學(xué)膜包括一個或多個非光學(xué)層，如（例如）一個或多個表 層或一個或多個內(nèi)部非光學(xué)層，如（例如)光學(xué)層組之間的保護(hù)性界面層。非光學(xué)層可用于 提供多層光學(xué)膜結(jié)構(gòu)或保護(hù)該膜在加工過程中或加工后免遭損害或破壞。對于一些應(yīng)用， 可能需要包括犧牲性保護(hù)表層，其中表層和光學(xué)疊堆之間的界面粘合力被控制，以使得使 用前可以將表層從光學(xué)疊堆上剝離。
[0056]通常，對一個或多個非光學(xué)層進(jìn)行布置，使得要被光學(xué)層透射或反射的光的至少 一部分也穿過這些層（即，將這些層布置在穿過第一光學(xué)層和第二光學(xué)層或被第一光學(xué)層 和第二光學(xué)層反射的光的路程中）。非光學(xué)層可以影響或不影響光學(xué)疊堆在所關(guān)注波長區(qū) 內(nèi)的反射或透射性質(zhì)。一般來講，它們不應(yīng)影響光學(xué)疊堆的光學(xué)性質(zhì)。
[0057]對于非光學(xué)層，可以選擇這樣的材料:該材料能為多層光學(xué)膜賦予或改善諸如(例 如)抗撕扯性能、抗穿刺性、韌性、耐候性和/或耐化學(xué)性之類的特性。當(dāng)選擇在(例如)抗撕 裂層中使用的材料時，應(yīng)考慮多種因素，如斷裂伸長百分比、楊氏模量、抗撕強(qiáng)度、對內(nèi)層的 粘合力、所關(guān)注波長的透射百分比和吸光度、光學(xué)清晰度和霧度、耐侯性以及對各種氣體和 溶劑的滲透性?？梢杂米骺顾毫褜拥牟牧系睦影?聚碳酸酯;聚碳酸酯和聚酯共聚物的 共混物；聚乙烯的共聚物；聚丙烯的共聚物；乙烯和四氟乙烯的共聚物；（六氟乙烯、四氟乙 烯和乙烯的共聚物）以及聚對苯二甲酸乙二酯。
[0058]非光學(xué)層可以為任何合適的材料，并且可以與光學(xué)疊堆中所使用的材料中的一種 相同。當(dāng)然，重要的是，所選材料的光學(xué)特性不會太損害光學(xué)疊堆的光學(xué)特性。非光學(xué)層可 以由多種聚合物形成，其包括在第一光學(xué)層和第二光學(xué)層中使用的任何聚合物材料。在一 些實施例中，選擇用于非光學(xué)層的材料與選擇用于第一光學(xué)層的聚合物材料和/或選擇用 于第二光學(xué)層的聚合物材料類似或相同。
[0059] 可以將任選的UV吸收層施加至多層光學(xué)膜以保護(hù)多層光學(xué)膜使其免受可引起劣 化的紫外線福射。太陽光，特別是280nm至400nm的紫外線福射可引起塑料的劣化，這進(jìn)而又 引起顏色變化以及光學(xué)和機(jī)械性能變差。抑制光致氧化劣化對于其中強(qiáng)制要求長期耐久性 的戶外應(yīng)用而言是重要的。聚對苯二甲酸乙二醇酯對紫外線輻射的吸收（例如，從360nm左 右開始)在低于320nm時顯著增加，而在低于300nm處非常明顯。聚萘二甲酸乙二醇酯強(qiáng)烈吸 收310-370nm范圍內(nèi)的紫外線福射，吸收尾部延伸至約410nm，并且吸收最大值出現(xiàn)在352nm 和337nm處。鏈斷裂發(fā)生于存在氧氣的情況下，并且主要的光致氧化產(chǎn)物為一氧化碳、二氧 化碳和羧酸。除了酯基團(tuán)的直接光解外，還必須考慮氧化反應(yīng)，其經(jīng)由過氧化物自由基同樣 形成二氧化碳。
[0060] UV吸收層包含聚合物和UV吸收劑。通常，聚合物為熱塑性聚合物，但這并非必要條 件。合適的聚合物的例子包括聚酯(例如，聚對苯二甲酸乙二酯）、含氟聚合物、聚酰胺、丙烯 酸類樹脂(例如，聚（甲基丙烯酸甲酯））、有機(jī)硅聚合物(例如，熱塑性有機(jī)硅聚合物）、苯乙 烯聚合物、聚烯烴、烯屬共聚物(例如，可以商品名TOPAS C0C獲得的乙烯和降冰片烯的共聚 物）、有機(jī)硅共聚物、氨基甲酸酯或它們的組合(例如，聚甲基丙烯酸甲酯和聚偏二氟乙烯的 共混物）。
[0061] UV吸收層通過吸收紫外光來防護(hù)多層光學(xué)膜。通常，UV吸收層可以包含任何能夠 長時間耐受紫外線輻射的聚合物組合物(即聚合物加上添加劑）。
[0062] 通常將多種紫外光吸收和穩(wěn)定添加劑摻入到UV吸收層中以輔助其保護(hù)多層光學(xué) 膜的功能。添加劑的非限制性例子包括一種或多種選自紫外光吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑、抗 氧化劑以及它們的組合的化合物。
[0063] 紫外線穩(wěn)定劑（例如，UV吸收劑）是可以干預(yù)光致劣化的物理及化學(xué)過程的化合 物。因此，可以通過使用含有至少一種UV吸收劑以有效吸收波長小于約400nm的光的UV吸收 層，來防止聚合物受到紫外線輻射的光致氧化。以一定量包括在UV吸收層中的UV吸收劑通 常吸收波長區(qū)域為180nm至400nm的入射光的至少70%、通常80%、更通常大于90%、或甚至 大于99%。
[0064]典型的UV吸收層厚度為10至500微米，但也可使用較薄和較厚的UV吸收層。通常， UV吸收層中的UV吸收劑的存在量為2重量％至20重量％，但也可使用較低和較高的含量。 [0065] 一種示例性UV吸收化合物為苯并三唑化合物、5-三氟甲基-2-(2-羥基-3-€(-枯基-5_叔辛基苯基)-2H_苯并三唑。其他示例性苯并三唑包括(例如）：2-(2-羥基-3,5-二-α-枯 基苯基）-2Η-苯并三唑、5-氯-2-( 2-羥基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-2Η-苯并三唑、5-氯-2-( 2-羥基-3 ， 5-二-叔丁基苯基) -2Η-苯并三唑、 2-( 2-羥基-3 ， 5-二-叔戊基苯基 )-2Η-苯并三 唑、2-( 2-羥基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基）-2Η-苯并三唑、2-( 3-叔丁基-2-羥基-5-甲基苯 基）-5-氯-2Η-苯并三唑。其他示例性UV吸收化合物包括2-(4，6_二苯基-1-3，5-三嗪-2-基） -5_己氧基苯酸和由Ciba Specialty Chemicals Corp.(Tarrytown，NY)以商品名 "TINUVIN 1577"和"TINUVIN 900"出售的那些。另外，UV吸收劑可以與受阻胺光穩(wěn)定劑 (HALS)和/或抗氧化劑組合使用。示例性的HALS包括由Ciba Specialty Chemicals Corp. 以商品名"CHMASSORB 944"和"TINUVIN 123"出售的那些。示例性的抗氧化劑包括由Ciba Specialty Chemicals Corp.以商品名 "IRGAN0X 1010"和"ULTRAN0X 626" 出售的那些。 [0066]除了將UVA、HALS和抗氧化劑加至UV吸收層之外，可以將UVA、HALS和抗氧化劑加至 其他層，包括本發(fā)明的第一光學(xué)層或第二光學(xué)層在內(nèi)。
[0067] 在另一個實施例中，可以將任選的紅外線吸收層施加至多層光學(xué)膜以防護(hù)多層光 學(xué)膜不受紅外線輻射。紅外線吸收層包含聚合物和紅外線吸收劑。紅外線吸收層可被涂覆 到多層光學(xué)膜上或者可被擠出共混到聚合物層中。示例性的紅外線吸收化合物包括:銦錫 氧化物;鋪錫氧化物;紅外線吸收染料，如由Epolin，Inc. (Newark，NJ)以商品名"EP0LIGHT 4105"、"EP0LIGHT 2164"、"EP0LIGHT 3130" 和 "EPOLIGHT 3072" 出售的那些；雜多酸類，如 美國專利No . 4，244，741 (Kruse)中所述的那些；金屬絡(luò)合物，如美國專利No . 3，850，502 (Bloom)中所述的那些；鎳絡(luò)合染料，如SDE8832，得自H.W. Sands Corp· (Jupiter，F(xiàn)L);和鈀 絡(luò)合染料，如SDA5484，同樣得自Η · W · Sands Corp ·。
[0068] 為了進(jìn)一步提高多層光學(xué)膜的反射和/或透射性能或視覺特性，可以將另外的添 加劑加入到至少一個層中。例如，可以用油墨、染料或顏料處理多層光學(xué)膜以改變外觀或定 制用于特定應(yīng)用的多層光學(xué)膜。因此，例如，可以用油墨或其他印刷標(biāo)記處理多層光學(xué)膜， 所述印刷標(biāo)記如用于顯示產(chǎn)品信息、廣告、裝飾或其他信息的那些?？梢允褂酶鞣N技術(shù)在多 層光學(xué)膜上印刷，如(例如）網(wǎng)版印刷、凸版印刷和平版印刷。還可以使用各種類型的油墨， 包括(例如)一種或兩種組分的油墨、氧化干燥和紫外線干燥的油墨、溶解的油墨、分散的油 墨和100%油墨系統(tǒng)。多層光學(xué)膜的外觀還可以是彩色的，例如(如)將染色層層合到多層光 學(xué)膜上，將著色涂層涂布到多層光學(xué)膜的表面上，將顏料包含在一個或多個層(例如，第一 光學(xué)層或第二光學(xué)層、其他光學(xué)層或非光學(xué)層）中或其組合。在本發(fā)明中同時設(shè)想到可見化 合物和近紅外化合物，并且它們包含(例如）熒光增白劑，如吸收紫外線并在可見光范圍發(fā) 熒光的化合物。
[0069] 其他可以包含在多層光學(xué)膜中的添加劑包括顆粒。例如，可以將炭黑顆粒分散在 聚合物中或涂覆到基材上以提供遮蔽。另外或者作為另外一種選擇，還可以將小顆粒的非 顏料型(non-pigmentary)氧化鋅、銦錫氧化物和氧化鈦用作阻擋、反射或散射用添加劑以 最大程度降低紫外線輻射劣化。納米級顆粒對可見光是透明的，同時散射或吸收有害的紫 外線福射，從而減少對熱塑性塑料的損害。美國專利No. 5,504,134(Palmer等人)描述了通 過使用直徑在約0.001微米至約0.20微米范圍內(nèi)（更通常在約0.01微米至約0.15微米范圍 內(nèi)）的金屬氧化物顆粒來減弱因紫外線輻射引起的聚合物基質(zhì)劣化。美國專利No. 5,876， 688(Laundon)教導(dǎo)了制備微粉化氧化鋅的方法，所述微粉化氧化鋅足夠小從而在作為紫外 線阻擋劑和/或散射劑摻入進(jìn)油漆、涂料、面漆、塑料制品和化妝品中時是透明的，微粉化氧 化鋅非常適合在本發(fā)明中使用。這些可以減弱紫外線輻射的粒度在lO-lOOnm范圍內(nèi)的細(xì)小 顆粒(例如，氧化鋅和氧化鈦)可從Kobo Products，Inc. (South Plainfield，NJ)商購獲得。
[0070] 多層光學(xué)膜可以任選包括耐磨層。該耐磨層可以包含任何對所關(guān)注的波長透明的 耐磨材料。耐刮涂層的例子包括：由Lubrizol Advanced Materials，Inc · (Cleveland，0H) 以商品名"TEC0FLEX"出售的熱塑性氨基甲酸酯，其包含5重量％的由Ciba Specialty Chemicals Corp.以商品名 "TINUVIN 405" 出售的UV吸收劑、2重量％的由Ciba Specialty Chemicals Corp.以商品名"TINUVIN 123"出售的受阻胺光穩(wěn)定劑和3重量％的由Ciba Specialty Chemicals Corp.以商品名"TINUVIN 1577"出售的UV吸收劑;和由熱固化納米 二氧化娃硅氧烷填充的聚合物組成的抗刮擦涂料，所述聚合物由〇&11；^1'1113他1(1〇031：；[1^ Co. (Chula Vista,CA)以商品名"PERMA-NEW 6000透明硬涂層溶液(PERMA-NEW 6000 CLEAR HARD COATING SOLUTION)" 出售。
[0071] 耐磨層可任選包含至少一種抗污組分。抗污組分的例子包括含氟聚合物、有機(jī)硅 聚合物、二氧化鈦顆粒、多面低聚倍半硅氧烷（例如，如由Hybrid Plastics of Hattiesburg，MS以商品名"P0SS"出售的）或它們的組合。耐磨層還可包含導(dǎo)電性填料，通常 為透明的導(dǎo)電性填料。
[0072] 本發(fā)明的多層光學(xué)膜可任選包括一個或多個界面膜或涂層以改變多層光學(xué)膜對 于某些氣體或液體的傳輸性。這些界面膜或涂層抑制水蒸氣、有機(jī)溶劑、氧氣和/或二氧化 碳傳輸透過該膜。界面膜或涂層在高濕度環(huán)境中可以是特別合乎需要的，在這種環(huán)境中多 層光學(xué)膜的組件可能會因水分滲透而發(fā)生變形。
[0073] 還可以考慮附加的任選的層，例如，防靜電涂層或膜和防霧材料。
[0074] 任選的附加層可以比光學(xué)疊堆的各個光學(xué)層更厚、更薄或厚度相同。任選的附加 層的厚度通常為各個光學(xué)層中的至少一個的厚度的至少四倍，典型地為至少10倍，并且可 以為至少100倍或以上?？梢愿淖兏郊訉拥暮穸纫灾苽渚哂刑囟ê穸鹊亩鄬庸鈱W(xué)膜。
[0075] 在多層光學(xué)膜中，可以通過共擠出法或本領(lǐng)域已知的任何粘合技術(shù)來施加任選的 附加層，所述粘合技術(shù)包括(例如)使用粘合劑、溫度、壓力或上述方式的組合。如果存在，任 選的粘結(jié)層有利于多層光學(xué)膜的各層之間的粘合，主要是光學(xué)疊堆和任選的附加層之間的 粘合。粘結(jié)層可以是有機(jī)的（例如，聚合物層)或無機(jī)的。示例性的無機(jī)粘結(jié)層包括金屬氧化 物，如(例如)二氧化鈦、氧化鋁或它們的組合?？梢酝ㄟ^任何適合的方式提供粘結(jié)層，包括 溶劑澆注和粉末涂覆技術(shù)。為了不降低多層光學(xué)膜的性能，任選的粘結(jié)層通?；旧喜晃?收所關(guān)注波長范圍內(nèi)的光。
[0076] 可以通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的方法，通過諸如（例如)共擠出、層合、涂覆、氣 相沉積之類的技術(shù)或它們的組合來加工光學(xué)疊堆。在共擠出法中，將聚合物材料共擠出成 幅材。在共擠出法中，優(yōu)選的是兩種聚合物材料具有相似的流變性(例如，熔體粘度）以防止 層不穩(wěn)定性或不均勻性。在層合法中，將聚合物材料片層疊在一起，然后使用熱、壓力和/或 粘合劑進(jìn)行層合。在涂覆法中，將一種聚合物材料的溶液涂覆至另一種聚合物材料。在氣相 沉積法中，將一種聚合物材料氣相沉積到另一種聚合物材料。另外，可以將功能性添加劑加 至第一光學(xué)層、第二光學(xué)層和/或任選的附加層以改善加工。功能性添加劑的例子包括加工 助劑，其可以（例如)提高流動性和/或減少熔體破裂。
[0077] 參照美國專利No · 5，552，927(Wheatley等人）；No · 5，882，774( Jonza等人）；No · 6， 827,886(Neavin等人)和如.6,830,713(他1^丨1^等人），可以獲得與光學(xué)疊堆和多層光學(xué)膜 的材料選擇以及制備有關(guān)的另外的考慮因素。
[0078]通常，將第一光學(xué)層和第二光學(xué)層以及任選的附加層的聚合物材料選擇為具有相 似流變性(例如，熔體粘度），從而使得它們可以在不發(fā)生流動擾動的情況下共擠出。所使用 的第一光學(xué)層和第二光學(xué)層以及任選的附加層還應(yīng)具有足夠的界面粘合力，從而使得多層 光學(xué)膜不會分層。
[0079] 實現(xiàn)各個折射率之間的所需關(guān)系（并因此實現(xiàn)光學(xué)疊堆的光學(xué)性質(zhì)）的能力受到 用于制備光學(xué)疊堆的加工條件的影響。在一個實施例中，多層光學(xué)膜通常通過如下步驟進(jìn) 行制備:共擠出各個聚合物材料以形成多層光學(xué)膜，然后通過在所選溫度下拉伸來對多層 光學(xué)膜進(jìn)行取向，任選地隨后在所選溫度下進(jìn)行熱定形?；蛘?，擠出和取向步驟可同時進(jìn) 行。
[0080] 多層光學(xué)膜可在機(jī)器方向上被拉伸(如用長度取向機(jī))或在寬度方向上被拉伸（用 拉幅機(jī)）。選擇預(yù)拉伸溫度、拉伸溫度、拉伸速度、拉伸比、熱定型溫度、熱定型時間、熱定型 松弛和橫向拉伸松弛，以獲得具有所需折射率關(guān)系的多層光學(xué)膜。這些變量是彼此相關(guān)的； 因此，例如，可采用相對低的拉伸速率，如果與（例如）相對低的拉伸溫度相結(jié)合的話。對于 普通技術(shù)人員來說，如何選擇這些變量的適當(dāng)組合以實現(xiàn)所需的多層光學(xué)膜將是顯而易見 的。通常，如果拉伸薄膜，則優(yōu)選的是在一個拉伸方向上的拉伸比在1:2至1:10或1:3至1: 7 的范圍內(nèi)并且在與這一個拉伸方向垂直的方向上的拉伸比在1 :〇. 2至1:10或者甚至1:0.2 至1:7的范圍內(nèi)。在一些實施例中，整體拉伸比大于3:1、大于4:1或甚至大于6:1。
[0081] 多層光學(xué)膜通常是柔順的材料片。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語"適形的"是指多層光 學(xué)膜在尺寸上是穩(wěn)定的，但又具有柔韌特性，這種特性使得隨后模鑄或成形為各種形式成 為可能。在一個實施例中，可將多層光學(xué)膜熱成形為用于特定最終用途應(yīng)用的各種形狀或 結(jié)構(gòu)。
[0082] 可發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的多層光學(xué)膜具有多種用途。在本發(fā)明的一個實施例中，多層光學(xué) 膜是一種制品，例如UV鏡（即，反射紫外線波長）、IR鏡（即，反射紅外線波長)和/或可視鏡 (BP，反射可見光波長）。在另一個實施例中，本發(fā)明的多層光學(xué)膜可用于需要反射和/或透 射各種波長的區(qū)域?？蓪⒍鄬庸鈱W(xué)膜設(shè)置在(例如，建筑物和汽車中需使用的）玻璃窗上或 兩個或更多個玻璃窗之間，以反射紅外線波長，從而降低熱負(fù)荷。另外，可將多層光學(xué)膜設(shè) 置在其他基本上透明的塑料上，從而得到反射特性。
[0083] 本發(fā)明的多層光學(xué)膜可用于建筑應(yīng)用、溫室應(yīng)用、太陽能應(yīng)用、照明、門窗產(chǎn)品和/ 或其他應(yīng)用。本發(fā)明的多層光學(xué)膜可以提供包括如下的優(yōu)點：與由不包括含氟聚合物光學(xué) 層的光學(xué)疊堆制成的多層光學(xué)膜相比的不燃性或低易燃性、改善的耐腐蝕性和/或改善的 紫外線穩(wěn)定性和風(fēng)化穩(wěn)定性。
[0084] 在一個實施例中，可將多層光學(xué)膜用于建筑應(yīng)用中，如(例如)屋頂覆蓋物、部分屋 頂覆蓋物、建筑物立面覆蓋物或圓屋頂覆蓋物?？梢栽O(shè)計在建筑應(yīng)用中使用的多層光學(xué)膜 以透射可見光但反射紅外線波長，從而獲得會降低建筑物中的熱負(fù)荷的透明覆蓋物。在另 一個實施例中，可設(shè)計在溫室應(yīng)用中使用的多層光學(xué)膜，以透射紫外線波長，從而允許植物 的最大生長。在另一個實施例中，可將多層光學(xué)膜用于太陽能應(yīng)用中。例如，在太陽能應(yīng)用 中，可將多層光學(xué)膜用于太陽能電池、太陽能收集(熱源加熱）、太陽能光伏電池、聚光光伏 應(yīng)用或聚光太陽能應(yīng)用中。在另一個實施例中，可將多層光學(xué)膜用于照明應(yīng)用中，例如抗碎 裂燈罩或反射器。在另一個實施例中，可將多層光學(xué)膜用于門窗產(chǎn)品（即，填補(bǔ)諸如窗戶、 門、天窗或幕墻之類的建筑物開口的產(chǎn)品，其例如被設(shè)計成允許光線通過）中。關(guān)于進(jìn)一步 的討論，請參見與本發(fā)明隨附提交的美國臨時專利申請61/141603(代理人案卷號 64816US002)。
[0085] 在另一個實施例中，可將本發(fā)明的多層光學(xué)膜轉(zhuǎn)換成具有任何多種所需形狀和尺 寸的閃光物?？蓪㈤W光物摻入到基體材料(例如，交聯(lián)的聚合物材料)或涂層組合物中。通常 選擇閃光物的粒度和形狀來優(yōu)化閃光物的外觀或滿足特定最終用途。通常，涂層組合物中 使用的閃光物呈碎片，其中每個碎片的最大尺寸至少為多層光學(xué)膜厚度的兩倍，并且不超 過該涂層的最大厚度。
[0086] 以下實例進(jìn)一步說明了本發(fā)明的優(yōu)點和實施例，但是這些實例中所提及的具體材 料及其量以及其他條件和細(xì)節(jié)均不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的不當(dāng)限制。除非另有規(guī)定或者顯 而易見，否則所有的材料均可商購獲得或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
[0087] ^Ij
[0088] 以下具體但非限制性的實例將用來闡明本發(fā)明。
[0089] 實例1-10及比較例A和B:如下所述制備了多種氟化聚合物材料的澆鑄薄膜。以速 率X將氟化聚合物材料遞送到以螺桿速度Y運(yùn)行的單螺桿擠出機(jī)中。在合適的溫度下將擠出 物擠出并將其以輥速Z澆注到三輥壓延機(jī)上并旋繞。用測微規(guī)測得每個薄膜的厚度為500微 米(Mi)厚。在下表1中示出了每個受試樣品的實例、遞送速率(千克/小時(kg/hr))、螺桿速 度(轉(zhuǎn)/分鐘（rpm))和輯速(米/分鐘(m/min))。所有氟化聚合物材料均得自Dyneon LLC. (Oakdale,MN·)。用分光光度計（LAMBDA 950UV/VIS/NIR，得自PerkinElmer, Inc. (Waltham, ΜΑ))測量每個澆鑄薄膜。
[0090] 藍(lán)
[0092]表2(如下)記錄了表1中每種氟化聚合物材料在所選波長下的透射％。
[0094]實例11:通過在一個操作中擠出澆鑄料片并且隨后在實驗室用薄膜拉伸設(shè)備中拉 伸薄膜來制備含有61層的共擠出膜。將由一個擠出機(jī)以10鎊/小時的速率遞送的聚（甲基丙 稀酸甲酯）（由Arkema Inc.(法國Colombes Cedex)以商品名"ALTUGLAS V 044"出售）、由另 一個擠出機(jī)以17鎊/小時的速率遞送的四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物（由 Dyneon，LLC.以商品名"DYNEON THVP 2030G X"出售)和由第三擠出機(jī)以10鎊/小時的速率 遞送的用于表層的聚（甲基丙烯酸甲酯）通過多層聚合物熔體歧管共擠出，以產(chǎn)生具有聚 (甲基丙烯酸甲酯）表層的61層的多層熔融流。將這個多層共擠出的熔融流以4.0米/分鐘 (m/min)饒鑄到冷卻輯上，從而產(chǎn)生10密耳（約0.25毫米(mm))厚和6.5英寸（約16.5厘米 (cm))寬的多層澆鑄料片。
[0095] 使用實驗室用拉伸設(shè)備拉伸多層澆鑄料片，該設(shè)備使用縮放儀夾持正方形料片部 分并且以均勻的速度同時在兩個方向上拉伸料片。將4英寸（約10cm)的正方形多層澆鑄料 片置于拉伸框架中并在140°C烘箱中加熱55秒。然后，以25%/秒(基于初始尺寸)拉伸多層 澆鑄料片直至將料片拉伸至初始尺寸的約3 X 3倍。拉伸后，立即將多層光學(xué)膜從拉伸設(shè)備 中取出并在室溫下冷卻。發(fā)現(xiàn)多層光學(xué)膜具有1密耳(25μπι)的厚度。用測微規(guī)測量多層光學(xué) 膜，發(fā)現(xiàn)其在薄膜中心具有25μπι的厚度而在薄膜邊緣具有31μπι的厚度。用LAMBDA 950UV/ VIS/NIR分光光度計測量了多層光學(xué)膜，在圖2中示出了各種波長下的反射百分比。在圖2 中，光譜300是在薄膜中心采集的反射光譜，而光譜320是在薄膜邊緣采集的反射光譜。如圖 2中所示，反射光譜可以根據(jù)多層光學(xué)膜的厚度發(fā)生改變。
[0096] 實例12:通過在一個操作中擠出澆鑄料片并隨后在實驗室用薄膜拉伸設(shè)備中拉伸 薄膜來制備含有61層的共擠出膜。使由一個擠出機(jī)以14鎊/小時的速率遞送的聚丙烯共聚 物（由Total Petrochemicals, Inc .(Houston，TX)以商品名 "TOTAL POLYPROPYLENE 8650" 出售）、由另一個擠出機(jī)以15鎊/小時的速率遞送的DYNE0N THVP 2030G X和由第三擠出機(jī) 以10鎊/小時的速率遞送的用于表層的聚丙烯共聚物通過多層聚合物熔體歧管共擠出，以 產(chǎn)生具有聚丙烯共聚物表層的61層的多層熔融流。將這個多層共擠出的熔融流以2.2m/min 澆注到冷卻輥上，從而產(chǎn)生20密耳（約0.51mm)厚和7.25英寸（約18.5cm)寬的多層澆鑄料 片。
[0097] 使用實驗室用拉伸設(shè)備拉伸多層澆鑄料片，該設(shè)備使用縮放儀夾持正方形料片部 分并且以均勻的速度同時在兩個方向上拉伸料片。將4英寸（約10cm)的正方形多層澆鑄料 片置于拉伸框架中并在145°C烘箱中加熱45秒。然后，以50%/秒(基于初始尺寸)拉伸多層 澆鑄料片直至將料片拉伸至初始尺寸的約5 X 5倍。拉伸后，立即將多層光學(xué)膜從拉伸設(shè)備 中取出并在室溫下冷卻。用測微規(guī)測量多層光學(xué)膜，發(fā)現(xiàn)其在中心具有約19μπι的厚度而在 邊緣具有約17μπι的厚度。用LAMBDA 950UV/VIS/NIR分光光度計測量了多層光學(xué)膜，在圖3中 示出了各種波長下的反射百分比。在圖3中，光譜370是在薄膜中心采集的反射光譜，而光譜 350是在薄膜邊緣采集的反射光譜。如圖3中所示，反射光譜可以根據(jù)多層光學(xué)膜的厚度發(fā) 生改變。
[0098] 實例13A:通過在一個操作中擠出澆鑄料片并隨后在實驗室用薄膜拉伸設(shè)備中將 薄膜定向來制備含有151層的共擠出膜。將由一個擠出機(jī)以10鎊/小時的速率遞送的 ALTUGLAS V 044(PMMA)(其中10%的PMMA流進(jìn)入兩個保護(hù)性界面外層，每個界面層均為高 折射率光學(xué)層厚度的大約10倍）、由另一個擠出機(jī)以17鎊/小時的速率遞送的四氟乙烯、六 氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物（由Dyneon，LLC.以商品名"DYNE0N THV 500"出售)和由另一 個擠出機(jī)以10鎊/小時的速率遞送的用于表層的PMMA通過多層聚合物熔融歧管共擠出以產(chǎn) 生具有PMMA界面層和表層的151層的多層熔融流。將這個多層共擠出的熔融流以4.6m/min 澆注到冷卻輥上，從而產(chǎn)生9密耳(約0.23mm)厚和6英寸(約15cm)寬的多層澆鑄料片。
[0099]使用實驗室用拉伸設(shè)備拉伸多層澆鑄料片。將4英寸（約10cm)的正方形多層澆鑄 料片置于拉伸框架中并在140°C烘箱中加熱55秒。然后，以25%/秒(基于初始尺寸)拉伸多 層澆鑄料片直至將料片拉伸至初始尺寸的約2.5 X 2.5倍。拉伸后，立即將多層光學(xué)膜從拉 伸設(shè)備中取出并在室溫下冷卻。發(fā)現(xiàn)多層光學(xué)膜具有約31μπι的厚度。
[0100] 實例14:按照實例13中的相同程序，用聚丙?。ㄓ葿orealis LLC. (Port Murray, NJ)以商品名"HB311BF"出售)及六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物（由Dyneon，LLC.以商 品名"DYNEON HTE 1510"出售）構(gòu)造了具有聚丙烯界面層和表層的151層的多層澆鑄料片。 將這個多層共擠出的熔融流以〇.9m/min澆注到冷卻輥上，從而產(chǎn)生42密耳(約1.07mm)厚和 約7.25英寸(約18cm)寬的多層澆鑄料片。
[0101] 實例15:按照實例13中的相同程序，用ALTUGLAS V 044(PMMA)以及四氟乙烯、六氟 丙烯和偏二氟乙烯的共聚物（由Dyneon，LLC.以商品名"DYNEON THV 220"出售)構(gòu)造了具有 PMMA界面層和表層的151層的多層澆鑄料片。將這個多層共擠出的熔融流以1.5m/min澆注 到冷卻輥上，從而產(chǎn)生30密耳(約0.75mm)厚和約7英寸(約17.5cm)寬的多層澆鑄料片。 [0 102] 實例16:按照實例13中的相同程序，用聚碳酸酯（由Bayer MaterialScience，AG以 商品名"MAKR0L0N 0D2015"出售）以及DYNEON THV 220構(gòu)造了具有聚碳酸酯界面層和表層 的151層的多層澆鑄料片。將這個多層共擠出的熔融流以4.6m/min澆注到冷卻輥上，從而產(chǎn) 生9密耳(約0.23_)厚和6英寸(約15cm)寬的多層澆鑄料片。
[0103] 實例17:按照實例13中的相同程序，用ALTUGLAS V 044(PMMA)以及六氟丙烯、四氟 乙烯和乙烯的共聚物（由Dyneon，LLC.以商品名"DYNEON HTE 1705"出售）構(gòu)造了具有PMMA 界面層和表層的151層的多層澆鑄料片。將這個多層共擠出的熔融流以1.5m/min澆注到冷 卻輥上，從而產(chǎn)生29密耳(約0.74mm)厚和7英寸(約17.5cm)寬的多層澆鑄料片。
[0104]對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的 前提下對本發(fā)明進(jìn)行可預(yù)見的修改和更改。本發(fā)明不應(yīng)受限于本專利申請中為了進(jìn)行示意 性的說明而示出的實施例。
【主權(quán)項】
1. 一種包括光學(xué)疊堆的多層光學(xué)膜，其中所述光學(xué)疊堆包括： a) 多個第一光學(xué)層，每個第一光學(xué)層均包含可熔融加工的共聚物，所述可熔融加工的 共聚物包含四氟乙烯的互聚單體，前提條件是所述可熔融加工的共聚物不是根據(jù)ASTM D 2116-07的氟化乙烯-丙烯共聚物或根據(jù)ASTM D 3307-08的全氟烷氧基樹脂;和 b) 多個第二光學(xué)層，其與所述多個第一光學(xué)層以重復(fù)順序布置，每個第二光學(xué)層均包 含選自以下的非氟化聚合物材料:聚（甲基丙烯酸甲酯）；聚（甲基丙烯酸甲酯）的共聚物;聚 丙烯;丙烯的共聚物;聚苯乙烯;苯乙烯的共聚物;聚偏二氯乙烯;聚碳酸酯;熱塑性聚氨酯； 乙烯的共聚物;環(huán)烯烴共聚物；以及它們的組合； 其中所述多層光學(xué)膜反射大于約700nm的波長的至少一部分;并且 其中至少30 %的大于約700nm的波長在90度的入射角處被反射。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，其中所述可熔融加工的共聚物選自：四氟乙烯、 六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物;六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物；四氟乙烯和丙烯的 共聚物；四氟乙烯和降冰片烯的共聚物；以及乙烯和四氟乙烯的共聚物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，其中所述光學(xué)疊堆包括選自下列的層對:聚（甲 基丙烯酸甲酯)與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對;聚（甲基丙烯酸甲酯） 與(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)層對;聚碳酸酯與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟 乙烯的共聚物)層對;聚碳酸酯與(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)層對;聚碳酸酯與 (乙烯和四氟乙烯的共聚物)層對;聚丙烯的共聚物與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的 共聚物）層對；聚丙烯與（六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物）層對；聚苯乙烯與（四氟乙 烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對;聚苯乙烯的共聚物與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏 二氟乙烯的共聚物)層對;聚苯乙烯的共聚物與（六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)層 對;聚乙烯的共聚物與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對;聚乙烯的共聚物 與(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)層對;環(huán)烯烴共聚物與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏 二氟乙烯的共聚物)層對;環(huán)烯烴共聚物與(六氟丙烯、四氟乙烯和乙烯的共聚物)層對；以 及熱塑性聚氨酯與（四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)層對；以及它們的組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，其中所述包含四氟乙烯的互聚單體的可熔融加 工的共聚物包含另外三種不同的單體。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，其中所述包含四氟乙烯的互聚單體的可熔融加 工的共聚物包含六氟丙烯、偏二氟乙烯和至少一種另外的不同單體。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，所述多層光學(xué)膜還包含UV吸收化合物、IR吸收化 合物或其組合，其中所述可熔融加工的共聚物、所述非氟化聚合物材料或任選的附加層包 含所述UV吸收化合物、所述IR吸收化合物或其組合。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，所述多層光學(xué)膜還包含功能性添加劑，任選地， 其中所述功能性添加劑為加工助劑。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，其中所述第一和第二光學(xué)層具有足夠的界面粘 合力。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，其中層對具有的光學(xué)厚度為所關(guān)注波長的約一 半，其中所關(guān)注波長為250至400nm〇10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光學(xué)膜，其中層對具有的光學(xué)厚度為所關(guān)注波長的約一
【文檔編號】B32B27/08GK106079686SQ201610421021
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2009年12月29日 公開號201610421021.X, CN 106079686 A, CN 106079686A, CN 201610421021, CN-A-106079686, CN106079686 A, CN106079686A, CN201610421021, CN201610421021.X
【發(fā)明人】蒂莫西·J·赫布林克, 塞巴斯蒂安·F·澤亨特邁爾, 路德維?！っ窢?
【申請人】3M創(chuàng)新有限公司