(57)【要約】  基材を光誘発劣化から保護する方法について説明する。該方法は、基材を提供する工程と、交互積層自己集合によって付着された複数の層を基材上に配置する工程とを含む。層の少なくとも一部は、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む。更に、基材と、交互積層自己集合によって付着された複数の層と、を含む物品であって、層の少なくとも一部は、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む、物品について説明する。該方法及び物品で使用するのに適したランダムコポリマーについても説明する。【選択図】図１
2016522106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を光誘発劣化から保護する方法であって、
有機ポリマー材料を含む基材を提供する工程と、
交互積層自己集合によって付着された複数の層を前記基材上に配置する工程と、を含み、
前記層の少なくとも一部が、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む、方法。
【請求項２】
基材を光誘発劣化から保護する方法であって、
基材を提供する工程と、
交互積層自己集合によって付着された、高分子電解質及び無機酸化物ナノ粒子の複数の交互層を前記基材上に配置する工程と、を含み、前記層の少なくとも一部が、前記高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む、方法。
【請求項３】
前記基材が、無機材料又は有機材料からなる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基材が、可視光に対して光透過性である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記基材が、有機ポリマー材料を含むコーティングを更に含む無機材料であり、前記コーティングは、前記基材と、前記交互積層自己集合によって付着された複数の層と、の間に配置される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記高分子電解質が、前記有機光吸収性化合物、前記有機光安定化化合物、又はその組み合わせに共有結合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記層の少なくとも一部が、イオン性モノマーと共重合性有機光吸収性化合物、共重合性有機光安定化化合物、又はそれらの組み合わせとの高分子電解質コポリマーを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記共重合性有機光吸収性化合物又は前記共重合性有機光安定化化合物が、（メタ）アクリル基又はビニル基を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記イオン性モノマーが、（メタ）アクリル基又はビニルエーテル基、及びイオン基を含む、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記高分子電解質が、グラフトコポリマー又はランダムコポリマーである、請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記有機光吸収性化合物が、紫外光の透過率を低下させる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記有機光安定化化合物又は前記有機紫外線吸収性化合物が、ヒンダードアミン、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、トリアジン、及びこれらの混合物から選択される基を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記交互積層自己集合によって付着された複数の層が、耐久性トップコート、又は５５０ｎｍにおける表面反射の２％未満への低下を更にもたらす、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記基材が、織布又は不織布、光学フィルム、建築用フィルム、温室用フィルム、窓用フィルム、保護フィルム、窓割り製品、太陽光チューブ用フィルム、道路標識用フィルム、業務用グラフィックフィルム、太陽光発電フロントシート用フィルム、又は太陽熱発電集光ミラーである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記光学フィルムが、紫外光反射体、青色光反射体、可視光反射体、赤外光反射体、又はその組み合わせから選択される多層フィルムである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記交互積層自己集合によって付着された複数の層が、前記多層光学フィルムの全反射率を増加させる、低屈折率二重層及び高屈折率二重層の交互スタックを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記高分子電解質が水性溶媒中に提供される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
有機ポリマー材料を含む基材と、
前記基材上に配置された、交互積層自己集合によって付着された複数の層と、を含む物品であって、前記層の少なくとも一部が、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む、物品。
【請求項１９】
基材を提供する工程と、
前記基材上に配置された、交互積層自己集合によって付着された、高分子電解質及び無機酸化物ナノ粒子の複数の交互層と、を含む物品であって、前記層の少なくとも一部が、前記高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む、物品。
【請求項２０】
前記基材、前記高分子電解質、又は前記交互積層自己集合によって付着された複数の層が、請求項１〜１７のいずれか一項又は組み合わせによって更に特徴付けられる、請求項１８又は１９に記載の物品。
【請求項２１】
（メタ）アクリル基又はビニルエーテル基及びイオン基を含むモノマー、並びに（メタ）アクリル基又はビニル基を含む少なくとも１つの有機光吸収性又は光安定化化合物に由来する繰り返し単位を含む、ランダムコポリマー。
【請求項２２】
前記有機光安定化化合物又は前記有機紫外線吸収性化合物が、ヒンダードアミン、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、トリアジン、及びこれらの混合から選択される基を含む、請求項２１に記載のランダムコポリマー。
【請求項２３】
基材を光誘発劣化から保護する方法であって、
基材を提供する工程と、
交互積層自己集合によって付着された複数の層を前記基材上に配置する工程と、を含み、
前記層の少なくとも一部が、請求項２１又は２２に記載のランダムコポリマーを含む、方法。
【請求項２４】
基材と、
前記基材上に配置された、交互積層自己集合によって付着された複数の層と、を含む物品であって、前記層の少なくとも一部が、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載のランダムコポリマーを含む、物品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
太陽光、特に紫外線（ＵＶ）は、ポリマーフィルム及びコーティングなどの有機材料の劣化を誘発し得る。劣化は、変色、並びに光学的特性の低下（例えばヘイズの形成）及び機械的特性の低下をもたらす可能性がある。光酸化劣化の抑制は、長期耐久性が必須の屋外用途にとって重要である。ポリエチレンテレフタレートによるＵＶ光の吸収は、例えば、約３６０ｎｍで開始し、３２０ｎｍ未満で著しく増加し、３００ｎｍ未満で極めて顕著である。ポリエチレンナフタレートは、３１０〜３７０ｎｍの範囲のＵＶ光を強力に吸収し、吸収端は約４１０ｎｍまで及び、吸収極大点は３５２ｎｍ及び３３７ｎｍで生じる。鎖開裂が酸素の存在下で起こり、主な光酸化生成物は、一酸化炭素、二酸化炭素、及びカルボン酸である。エステル基の直接光分解に加えて、酸化反応を考慮しなければならない。酸化反応は、同様に過酸化物ラジカルにより二酸化炭素を生成する。紫外光によって引き起こされる劣化に加えて、ポリマー（例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート））は、４００ｎｍ〜４９０ｎｍの波長域の青色光に曝露されると劣化する場合がある。
【０００２】
したがって、光誘発劣化から基材を保護する新たな方法が得られたならば、本産業の利益になるであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
いくつかの実施形態では、基材を光誘発劣化から保護する方法について記述する。該方法は、基材を提供する工程と、交互積層自己集合によって付着された複数の層を基材上に配置する工程と、を含む。層の少なくとも一部は、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む。
【０００４】
一実施形態では、基材は、有機ポリマーフィルムなどの有機材料、又は有機ポリマーコーティングを含む無機基材（例えばガラス）を含む。
【０００５】
別の実施形態では、基材は有機材料を含んでも無機材料を含んでもよい。この実施形態では、該方法は、交互積層自己集合によって付着された、高分子電解質及び無機酸化物ナノ粒子の複数の交互層を基材上に配置する工程を含み、層の少なくとも一部は、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む。
【０００６】
他の実施形態では、基材と、交互積層自己集合によって付着された複数の層と、を含む物品について記述し、層の少なくとも一部は、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む。
【０００７】
該方法及び物品で使用するのに適したランダムコポリマーについても記述する。ランダムコポリマーは、（メタ）アクリル基又はビニルエーテル基を含むイオン性モノマー、及び（メタ）アクリル基又はビニル基を含む少なくとも１つの有機光吸収性又は光安定化化合物に由来する繰り返し単位を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】基材５５０と、基材５５０上に配置された、交互積層自己集合（layer-by-layer self-assembly）によって付着された複数の層５１０と、を含む例示的物品５００の断面図である。
【図２】コーティング５６０を含む基材５５１と、コーティング５６０上に配置された、交互積層自己集合によって付着された複数の層５１０と、を含む例示的物品５０１の断面図である。
【図３】交互積層自己集合によって付着された複数の層５１０の一実施形態の断面図である。
【図４】多層光学フィルム１３０と、多層光学フィルム１３０上に配置された、交互積層自己集合によって付着された複数の層１１０と、を含む例示的物品１００の断面図である。
【図４Ａ】例示的な多層光学フィルム１３０の断面図である。
【図４Ｂ】交互積層自己集合によって付着された複数の層１１０の断面図である。
【図５】太陽電池の概略図である。
【図６】太陽電池の別の実施形態の概略図である。
【図７】集光型太陽熱発電システムの概略平面図である。
【図８】集光型太陽熱発電システムの別の実施形態の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本出願において使用するとき、
「ポリマー」とは、有機ポリマー及びコポリマー（即ち、２つ以上のモノマー又はコモノマーから形成されたポリマーであり、例えば、ターポリマーが挙げられる）を意味し、同様に、例えば、共押出又は反応（例えば、エステル交換が挙げられる）により混和性ブレンドに形成可能なコポリマー又はポリマーを意味する。ブロック、ランダム、グラフト、及び交互ポリマーが含まれる。
「高分子電解質」とは、静電相互作用が可能なイオン基を多数有する有機ポリマーを意味する。「強高分子電解質」は、広範囲のｐＨにわたって永久荷電を有する（例えば、第４級アンモニウム基又はスルホン酸基を含有するポリマー）。「弱高分子電解質」は、ｐＨに依存する荷電レベルを有する（例えば、第１級、第２級、若しくは第３級アミン、又はカルボン酸を含有するポリマー）。
「（メタ）アクリル」は、メタクリレート、メタクリルアミド、アクリレート、又はアクリルアミドを指す。
「屈折率（index of refraction）」とは、「屈折率（index）」又は「ＲＩ」とも呼ばれ、別途記載のない限り、材料の平面内における、垂直入射又は近垂直入射（即ち８度）させた６３３ｎｍの光に対する材料の屈折率を意味する。
「高屈折率」及び「低屈折率」は、相対的な語である。２つの層が、対象の両方の面内方向で比較された場合、より高い平均面内屈折率を有する層が、高屈折率層であり、より低い平均面内屈折率を有する層が、低屈折率層である。
「複屈折」とは、直交するｘ、ｙ、及びｚ方向における屈折率が、全て同じではないことを意味する。屈折率は、それぞれｘ、ｙ、及びｚ方向に関してｎｘ、ｎｙ、及びｎｚとして示される。本明細書で記載されるポリマー層においては、軸は、ｘ及びｙ軸が層の平面内にあり、ｚ軸が層の平面に対して直角であり、典型的には層の厚み又は高さに相当するように選択される。１つの面内方向での屈折率が、別の面内方向での屈折率より大きい場合、ｘ軸は一般に、最大屈折率を持つ面内方向となるように選択され、これは場合により、光学フィルムが配向される（例えば、延伸する）方向の１つに対応する。複屈折値は本明細書において、別途記載のない限り、垂直入射させた６３３ｎｍの光に対して表される。
一軸延伸フィルムの「面内複屈折、Δｎｉｎ」は、直交面内方向での屈折率（ｎｘ及びｎｙ）の差に関する。一軸延伸フィルムについてより具体的にいうと、面内複屈折とは、延伸方向と非延伸方向との差を意味する。例えば、フィルムが縦方向（ＭＤ）に一軸延伸されると仮定すると、面内複屈折は次のように表される。
【００１０】
【数１】
2016522106.tif 000003
（式中、ｎｘは延伸方向（この場合、ＭＤ）の屈折率であり、ｎｙは非延伸方向（この場合、横方向（ＴＤ））の屈折率である。）二軸延伸フィルムの場合、面内複屈折は比較的小さく、バランスがとれているときにはほぼゼロの場合もある。その代わりに、面外複屈折は延伸フィルムの複屈折性をより明確に示す。
二軸配向フィルムの「面外複屈折、Δｎｏｕｔ」は、面内屈折率（ｎｘ及びｎｙ）の平均と、フィルムに垂直な屈折率（ｎｚ）との差に関係する。面外複屈折は、以下のように表すことができる。
【００１１】
【数２】
2016522106.tif 000004
（式中、ｎｘはＭＤのＲＩであり、ｎｙはＴＤのＲＩであり、ｎｚはフィルムに垂直なＲＩである。）面外複屈折は、一軸延伸フィルムの複屈折性を測定するために使用することもできる。
「反射率」は、垂直入射における反射率を指し、特に断りのない限り、この垂直入射は９０度からのわずかな偏差（例えば偏差８度）を含むことが理解される。
【００１２】
特に断りのない限り、帯域幅は、２９０ｎｍ〜１１００ｎｍの間の電磁放射の少なくとも１０ｎｍの任意の増分を指す。帯域幅はまた、２５ｎｍ、５０ｎｍ、又は１００ｎｍといったように１０ｎｍより大きくてもよい。本明細書において使用するとき、可視光は４００ｎｍ〜７００ｎｍの帯域幅を指し、紫外光は２９０〜４００ｎｍの帯域幅を指し、ＵＶ〜青色光は３５０〜４９０ｎｍの帯域幅であり、近赤外光は８７０〜１１００ｎｍの帯域幅を指す。
【００１３】
図１を参照すると、例示的物品５００は、通常、基材５５０と、基材５５０上に配置された、交互積層自己集合により付着された複数の層５１０と、を含む。層の少なくとも一部は、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はそれらの組み合わせを含む。図１は、単一主表面上に交互積層自己集合によって付着された複数の層を示しているが、別の実施形態では、基材５５０の両方の主表面が、交互積層自己集合によって付着された複数の層５１０を含んでもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、基材は、典型的には、少なくとも２０、３０、４０、又は５０マイクロメートルから１、２、３、４、又は５ｃｍまでの厚さを有する（例えば多孔性でない）プレート又は連続フィルムである。より典型的な実施形態では、基材の厚さは３０、２０、又は１０ｍｍ以下である。更に、除去可能な剥離ライナーなどのキャリアによって基材が強化されている実施形態には、より薄い基材を使用することが可能である。
【００１５】
本方法はあらゆる種類の基材に適しているが、有機材料は光誘発劣化の影響を非常に受けやすいという理由から、本方法は、有機材料を含む基材にとって特に有利である。
【００１６】
いくつかの好ましい実施形態では、基材５５０は、有機ポリマーフィルム、又は織布若しくは（例えばメルトブロー、スパンボンド、又はカーディングされた）不織布ポリマー材料といった有機材料を含む。適切な合成繊維は、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸、ポリ酢酸ビニル、ポリエチル酢酸ビニル、非水溶性又は水溶性ポリビニルアルコール、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン、ナイロンなどのポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスチレン、多成分繊維等から作製することができる。いくつかの実施形態では、合成繊維は、例えば、融点が少なくとも５０℃〜７５℃でかつ１９０℃又は１７５℃以下の熱可塑性樹脂である。
【００１７】
好適な有機（例えばフィルム、織布及び不織布）ポリマー材料としては、例えばポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンナフタレート（napthalate））、ポリカーボネート、アリルジグリコールカーボネート、アクリル類（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ホモエポキシポリマー、ポリジアミン及び／又はポリジチオールを有するエポキシ付加ポリマー、ポリアミド（例えば、ナイロン６及びナイロン６，６）、ポリイミド、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン）、オレフィン系コポリマー（例えば、ポリエチレンコポリマー）、ポリウレタン、ポリ尿素、セルロースエステル（例えば、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、及びセルロースブチレート）、フルオロポリマー、並びにこれらの組み合わせを含む任意のポリマー材料のホモポリマー、コポリマー、ブレンド、多層フィルム、及び多層ラミネートが挙げられる。
【００１８】
有機材料を含む基材の別の例を図２に示す。この実施形態では、基材５５１は、有機材料を含んでもよく、又はガラス若しくは金属などの無機材料からなってもよい。基材５５１は、有機ポリマーコーティング５６０を更に含む。この実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層５１０が、ポリマーコーティング５６０上に配置されている。ポリマーコーティング５６０は、典型的には、少なくとも５又は１０マイクロメートルの厚さを有し、１００マイクロメートルにまで及ぶ場合がある。
【００１９】
無機基材としては、例えば絶縁体／誘電体、半導体、又は導体が挙げられる。無機基材（例えば誘電体）は非晶質であっても結晶質であってもよく、例えば、ガラス（例えばフロートガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス）、石英、融解石英、サファイア、イットリア、及びその他の透明セラミックスを挙げることができる。無機基材（例えば半導体）としては、例えばケイ素、ゲルマニウム、ＩＩＩ族／Ｖ族半導体（例えばガリウムヒ素）ＩＩ族／ＶＩ族半導体、ＩＶ族／ＶＩ族半導体、又はＩＶ族半導体（例えば炭化ケイ素）が挙げられる。無機基材（例えば導体）としては、例えば透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、例えばインジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、及びアルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）など、又は金属、例えば金、銀、アルミニウム、銅、鉄など、又はステンレス鋼などの合金が挙げられる。
【００２０】
ポリマーコーティングは、前述の有機ポリマー材料のいずれかを含むことができる。ポリマーコーティングは、水系コーティング、溶剤系コーティング、又は重合性樹脂を含む放射線硬化性（例えば固形分１００％）コーティングであり得る。重合性樹脂は、様々な（メタ）アクリルモノマー及び／又はオリゴマーを含み得る。ポリマーコーティングは、導電性ポリマー（例えばポリアニリン又はポリ（３，４エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（スチレンスルホネート））を含み得る。ポリマーコーティングには、無機材料（例えばナノシリカ、粘土等の無機酸化物）のナノ粒子又はミクロ粒子を充填してもよい。ポリマーコーティングは、例えば、保護コーティング、構造コーティング、ハードコート、反射防止コーティング、又は選択反射コーティング（例えば可視光反射体、ＵＶ反射体、ＩＲ反射体、又はこれらの組み合わせ）であり得る。
【００２１】
基材又はコーティング上に配置される層は、一般に「交互積層自己集合法」と呼ばれる方法によって付着された少なくとも２つの層を含む。この方法は、反対の電荷を有する高分子電解質のフィルム又はコーティングを静電的に形成するために一般に使用されるが、水素結合ドナー／アクセプタ、金属イオン／リガンド、及び共有結合部分のような他の機能性もフィルム形成のための駆動力として利用できる。典型的には、この付着プロセスは、表面電荷を有する基材を、一連の溶液、又は液浴に曝露する工程を伴う。これは、液浴への基材の浸漬（浸漬コーティングとも呼ばれる）、噴霧、スピンコーティング、ロールコーティング、インクジェット印刷等によって行うことができる。基材と反対の電荷を有する第１のポリイオン（例えば高分子電解質浴）溶液に曝露されると、基材表面近くの荷電種が急速に吸着し、濃度勾配が確立され、バルク溶液から基材表面に更なる高分子電解質が吸着される。更なる吸着は、下側の電荷を完全に遮蔽して基材表面の正味電荷を反転させるのに十分な層が発達するまで続く。
【００２２】
質量移動と吸着が生じるためには、この曝露時間は典型的には約数分である。次いで、基材は、第１のポリイオン（例えば浴）溶液から取り出され、その後一連の水すすぎ浴に曝露されて、物理的に絡んでいるか又は緩く結合している高分子電解質が除去される。これらのすすぎ（例えば浴）溶液に続いて、基材は、次に、第１のポリイオン（例えば浴）溶液とは反対の電荷を有する第２のポリイオン（例えば高分子電解質又は無機酸化物ナノ粒子浴）溶液に曝露される。基材の表面電荷は第２の（例えば浴）溶液の電荷とは反対であるので、ここでもまた吸着が起きる。第２のポリイオン（例えば浴）溶液への曝露をさらに続けると、基材の表面電荷の逆転をもたらす。続くすすぎを行ってこのサイクルを完了する。この逐次工程は１対の層（本明細書では付着「二重層」とも呼ばれる）を形成すると言われ、所望通りに繰り返すことにより基材に更なる層の対を加えることができる。
【００２３】
好適なプロセスのいくつかの例としては、Ｋｒｏｇｍａｎらの米国特許第８，２３４，９９８号、Ｈａｍｍｏｎｄ−Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍらの米国特許出願第２０１１／００６４９３６号、及びＮｏｇｕｅｉｒａらの米国特許第８，３１３，７９８号に記載されているものが挙げられる。更なる交互積層浸漬コーティングは、ＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ（ｎａｎｏＳｔｒａｔａ  Ｉｎｃ．，Ｔａｌｌａｈａｓｓｅｅ，ＦＬ）浸漬コーティングロボットを使用して行うことができる。
【００２４】
図３を参照すると、一実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層５１０は、ポリマーポリカチオン５１２及びポリマーポリアニオン５１３を含む高分子電解質スタックである。ポリマーカチオン層、ポリマーアニオン層、又はそれらの組み合わせの少なくとも一部は、その中に分散された、好ましくは高分子電解質に共有結合された、光安定化化合物又は光吸収性化合物を含む。この実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層は、複数の交互ポリマー−ポリマー層を含む。
【００２５】
他の実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層は、高分子電解質と無機酸化物ナノ粒子とを交互に含む、つまり、複数の交互ポリマー−無機ナノ粒子層を有する。この実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層５１０は、高分子電解質層の少なくとも一部が中に分散された光安定化化合物又は光吸収性化合物を含む、ポリマーポリカチオン又はポリマーポリアニオン（例えば５１２）と、反対の電荷を有するポリイオンとして付着された無機酸化物ナノ粒子（例えば５１３）と、を含む。例えば、ポリアクリル酸などのポリマーポリアニオンを、ポリカチオンの代表としてのアナターゼ型ＴｉＯ２と交互に積層してもよい。別の例では、ポリ（メタクリロイルアミノ）プロピル］−トリメチルアンモニウムクロリドなどのポリマーポリカチオンを、ポリアニオンの代表としてのＳｉＯ２と交互に積層してもよい。
【００２６】
交互積層自己集合によって付着された複数の層は、典型的には、有機光吸収性又は光安定化化合物を含むことによってもたらされる光誘発性劣化からの保護に加えて、追加の技術的効果をもたらす。例えば、交互積層自己集合によって付着された複数の層は、耐久性のあるトップコート（例えばハードコート）、反射防止、又は電磁放射の特定帯域の反射率を更に提供することができる。この実施形態は、無機基材、並びに有機材料を含む基材の両方にとって有益である。
【００２７】
一実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層５１０は、低又は高屈折率のスタックを形成する複数の二重層を含むことができる。その場合、低屈折率のスタックと高屈折率のスタックとは交互にされる。
【００２８】
例えば、図４Ｂを参照すると、高屈折率のスタック１１１は、ポリカチオンとしての高屈折率無機酸化物ナノ粒子（ＴｉＯ２など）を含む１１２と、ポリアクリル酸などのポリマーポリアニオンである１１３と、の二重層を含むことができる。図４Ｂにおいて、例示的な高屈折率のスタック１１１は、８つの交互の二重層を含んでいる。低屈折率のスタック１１５は、ポリアニオンとしての低屈折率無機酸化物ナノ粒子（ＳｉＯ２など）を含む１１６と、ポリ（メタクリロイルアミノ）プロピル−トリメチルアンモニウムクロリドなどのポリマーポリカチオンである１１７と、の二重層を含むことができる。図４Ｂにおいて、例示的な低屈折率のスタック１１５は４つの交互の二重層を含んでいる。各スタックは、複数のポリマー−無機酸化物二重層を含む高又は低屈折率層として特徴付けることができる。
【００２９】
二重層の厚さ及び二重層の数は、典型的には自己集合層の最小全厚及び／又は最低数の交互積層付着工程を用いて、光誘発性劣化特性からの望まれる保護を達成するように選択される。いくつかの実施形態では、二重層の厚さ、１スタック当たりの二重層の数、スタック数、及び各スタックの厚さは、自己集合層の最小全厚及び／又は最低数の交互積層付着工程を用いて、所望の光学特性を達成するように選択される。各二重層の厚さは、典型的には、約１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。１スタック当たりの二重層の数は、典型的には、約１〜２００の範囲である。いくつかの実施形態では、１スタック当たりの二重層の数は、少なくとも２、５、１０、２０、又は３０である。スタックの数は、典型的には、少なくとも１、２、３、又は４、かつ２０、１９、１８、１７、又は１５以下である。スタックの厚さは、典型的には、少なくとも２５ｎｍ、３５ｎｍ、４５ｎｍ、５５ｎｍ、６５ｎｍ、７５ｎｍ、又は８５ｎｍ、かつ５、６、７、８、９、又は１０マイクロメートル以下である。いくつかの実施形態では、スタックの厚さは、５００ｎｍ、４００ｎｍ、３００ｎｍ、２５０ｎｍ、２００ｎｍ、又は１５０ｎｍ以下である。他の実施形態では、二重層の数は、所望の透過率と機械的耐久性との組み合わせを達成するように選択される。この実施形態では、二重層の厚さ及び二重層の数は、最大値に近くなる可能性がある。更に、この実施形態は、層が適用される基材又はコーティンと屈折率整合させることができる、低又は高屈折率の単一スタックを利用してもよい。
【００３０】
光安定化又は光吸収性化合物は、高分子電解質層の少なくとも一部内に分散される。好ましい実施形態では、光安定化又は光吸収性化合物は、高分子電解質に共有結合される。
【００３１】
いくつかの実施形態では、光安定化又は光吸収性化合物は、当該技術分野で既知の好適な方法によって、高分子電解質上にグラフトされる。例えば、ポリ（メタクリル酸）へのベンゾフェノンのグラフトの合成は、文献に記載されている（ＵＶ−Ｃｒｏｓｓ−Ｌｉｎｋａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ  Ｍａｄｅ  ｏｆ  Ｗｅａｋ  Ｐｏｌｙｅｃｔｒｏｌｙｔｅｓ，Ｑｉａｎｇｙｉｎｇ  Ｙｉ，Ｄｏｎｇｓｈｅｎｇ  Ｗｅｎ，ａｎｄ  Ｇｌｅｂ  Ｂ．Ｓｕｋｏｒｕｋｏｖ；Ｌａｎｇｍｕｉｒ  ２０１２，２８，１０９２２〜１０８２９を参照のこと）。ポリ（アクリル酸）及びポリ（アリルアミン塩酸塩）へのベンゾフェノンのグラフトの合成も、文献に記載されている（ｐＨ−Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｉｏｎ−Ｐｅｒｍｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｕｌｔｒａｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍｓ，Ｍｉ−Ｋｙｏｕｎｇ  Ｐａｒｋ，Ｓｕｘｉａｎｇ  Ｄｅｎｇ，Ｒｉｇｏｂｅｒｔｏ  Ｃ．Ａｄｖｉｎｃｕｌａ；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００４，１２６，（４２），１３７２３〜１３７３１を参照のこと）。
【００３２】
好適な高分子電解質としては、ポリカチオン性ポリマー、例えば、直鎖又は分枝鎖ポリ（エチレンイミン）、ポリ（アリルアミン塩酸塩）、ポリビニルアミン、キトサン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアミドアミン、ポリ（ビニルベンジルトリメチルアミン（vinylbenzyltriamethylamine）、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）、及びポリ（メタクリロイルアミノ）プロピル−トリメチルアンモニウムクロリドが挙げられる。好適なポリアニオン性ポリマーとしては、ポリ（硫酸ビニル）、ポリ（ビニルスルホネート）、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（スチレンスルホネート）、硫酸デキストラン、ヘパリン、ヒアルロン酸、カラギーナン、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、スルホン酸化テトラフルオロエチレン系フルオロポリマー（例えばＮａｆｉｏｎ（登録商標））、ポリ（ビニルホスホン酸）、及びポリ（ビニルホスホン酸）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３３】
高分子電解質の分子量は、約１，０００ｇ／モル〜約１，０００，０００ｇ／モルの範囲で様々であってよい。いくつかの実施形態では、負に荷電したアニオン性層（例えばポリ（スチレンスルホネート））の分子量（Ｍｗ）は、５０，０００ｇ／モル〜１００，０００ｇ／モルの範囲である。いくつかの実施形態では、正に荷電したカチオン性層（例えばポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド）の分子量（Ｍｗ）は、２００，０００ｇ／モル〜３００，０００ｇ／モルの範囲である。
【００３４】
好ましい実施形態では、ランダムコポリマーは、（メタ）アクリル基又はビニル基を含む光安定化又は光吸収性化合物と、（メタ）アクリル基又はビニルエーテル基を含むイオン性モノマーとを共重合させることによって形成される。
【００３５】
高分子電解質上にグラフトするのに適した、又は（メタ）アクリル若しくはビニルエーテル官能性イオン性モノマーと共重合するのに適した重合性紫外線吸収性化合物は、次の一般式で表すことができる。
ＵＶＡ−Ｌｖ−Ａ
（式中、ＵＶＡは、紫外線吸収性又は光安定化基を表し、Ｌｖは、ＵＶＡをＡに共有結合させる連結基であり、Ａは、次式で表されるビニル（例えばエーテル）基又は（メタ）アクリレート基であり、
【００３６】
【化１】
2016522106.tif 000005
Ｒ１はメチル又はＨである。）
【００３７】
例えば、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、トリアジン、桂皮酸エステル、シアノアクリレート、ジシアノエチレン、サリチル酸塩、オキサニリド、及びパラ−アミノ安息香酸塩（para-amiobenzoates）などの様々な種類の化合物が、ＵＶＡ基を提供するのに有用であり得る。いくつかの実施形態では、紫外線吸収性基は、長波ＵＶＡ領域（例えば、３５０ｎｍ〜４００ｎｍ）において強化されたスペクトル範囲を有するので、ポリマーの黄化を引き起こし得る高波長紫外線を遮断することができる。いくつかの実施形態では、ペンダントＵＶＡ基は、トリアジン、ベンゾフェノン、又はベンゾトリアゾールを含む。
【００３８】
ヒドロキシ−ベンゾフェノン、ヒドロキシ−フェニル−ベンゾトリアゾール、又はヒドロキシ−フェニル−トリアジンのコア構造の芳香環は、所望により、当該技術分野において既知の様々な置換基を更に含み得る。例えば、コア構造は、エーテル結合基又はヒドロキシル基を任意に含有する、１つ以上の（例えば、Ｃ１〜Ｃ４の）アルキル基を含み得る。
【００３９】
重合性ヒドロキシル基（−ＯＨ）を有し、例えばアクリロイルクロリドと反応して、ヒドロキシル基を（メタ）アクリレート基を有する置換基に変換することができるいくつかの出発化合物は、市販されているか、又は文献に記載されている。この実施形態では、Ｌｖは、化学結合である。他の実施形態では、Ｌｖは、アルキレン、アリーレン、アルカリーレンであり、又は該連結基は、Ｏ、Ｎ、若しくはＳなどのヘテロ原子（heteratom）を更に含む。
【００４０】
（例えばヒドロキシ）ベンゾフェノン紫外線吸収性基は、次の一般コア構造で表すことができる。
【００４１】
【化２】
2016522106.tif 000006
【００４２】
Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）及びＣｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｏｏｄｌａｎｄ  Ｐａｒｋ，ＮＪ）から商品名「Ｃｙａｓｏｒｂ  ＵＶ−４１６」で市販されている１つの好適な重合性ベンゾフェノン紫外線吸収性化合物は、以下に示す１，２−（４−ベンゾイル−３−ヒドロキシフェノキシ）エチルアクリレートである。
【００４３】
【化３】
2016522106.tif 000007
【００４４】
別の代表的な重合性ベンゾフェノン紫外線吸収性化合物は、次の化学式のものである。
【００４５】
【化４】
2016522106.tif 000008
【００４６】
この重合性紫外線吸収性化合物は、Ｍｏｎｏｍｅｒ−Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＆  Ｄａｊａｃ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ（Ｔｒｅｖｏｓｅ，ＰＡ）より市販されている。
【００４７】
（例えばヒドロキシ−フェニル）ベンゾトリアゾール紫外線吸収性基は、次の一般コア構造で表すことができる。
【００４８】
【化５】
2016522106.tif 000009
【００４９】
１つの好適な重合性ベンゾトリアゾール紫外線吸収性化合物は、以下に示す２，２−［３−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ヒドロキシフェニル］エチルメタクリレートである。
【００５０】
【化６】
2016522106.tif 000010
【００５１】
この重合性紫外線吸収性化合物は、Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）、更にはＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商品名「Ｔｉｎｕｖｉｎ  Ｒ  ７９６」で、及びＰｈａｒｎｏｒｃｉａ  Ｉｎｃ．（Ｅｄｉｓｏｎ，ＮＪ）から商品名「ＮＯＲＢＬＯＣ  ７９６６」で市販されている。
【００５２】
別の重合性ベンゾトリアゾール紫外線吸収性化合物は、次の構造を有する。
【００５３】
【化７】
2016522106.tif 000011
【００５４】
この重合性紫外線吸収性化合物は、Ａｄｅｓｉｓ  Ｉｎｃ．（Ｎｅｗ  Ｃａｓｔｌｅ，ＤＥ）から商品名「ＡＤＥＳＩＳ  １６−１０２」で市販されている。
【００５５】
トリアジン（traizines）は、次のトリアジン環構造を有することを特徴とする。
【００５６】
【化８】
2016522106.tif 000012
【００５７】
この芳香環は、メチル置換基などの置換基を更に含むことができる。
【００５８】
１つの代表的な重合性（例えばヒドロキシ−フェニル）ベンゾトリアジン紫外線吸収性化合物を以下に示す。
【００５９】
【化９】
2016522106.tif 000013
【００６０】
この重合性紫外線吸収化合物は、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ．，Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎより市販の前駆体（（メタ）アクリレート基を欠く）から調製可能である。
【００６１】
高分子電解質上にグラフトするのに適した、又は（メタ）アクリル又はビニルエーテル官能性イオン性モノマーと共重合するのに適した重合性光安定化化合物は、通常、ヒンダードアミン基を含む。そのような化合物は、典型的には、２，２，６，６，−テトラメチルピペリジンの誘導体である。１つのヒンダードアミン光安定化化合物（ＨＡＬＳ）は、ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商品名「Ｔｉｎｕｖｉｎ  １５２」で市販されており、以下の構造を有する。
【００６２】
【化１０】
2016522106.tif 000014
【００６３】
ヒドロキシル基は、アクリロイルクロリドと反応して、ヒドロキシル基を（メタ）アクリレート基を有する置換基に変換することができる。
【００６４】
（メタ）アクリル基を有する別のヒンダードアミン光安定化化合物は、ＴＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）より入手可能な１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルメタクリレートである。
【００６５】
その他のヒンダードアミン光安定化基は、次の一般コア構造で表すことができる。
【００６６】
【化１１】
2016522106.tif 000015
（式中、
Ｒ１は、水素又はＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｘは、Ｏ又はＮＲ１であり、
Ｒ２は、独立して、メチルなどのＣ１〜Ｃ４アルキルであり、
Ｒ３は、水素又はメチルである。）
【００６７】
ランダム高分子電解質コポリマーは、少なくとも１つの（メタ）アクリル又はビニル官能性光吸収性又は光安定化化合物と、少なくとも１つの（メタ）アクリル又はビニルエーテル官能性イオン性モノマーと、を共重合することによって形成され得る。
【００６８】
好適なイオン性モノマーは、（メタ）アクリル基又はビニルエーテル基、及びイオン基、例えばアミン、ヒドロキシル、アミド、チオール、スルホン酸及びその塩、ホスホン酸及びその塩、スルフィン酸塩、スルホン酸塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、シラノール、カルボン酸、カルボン酸塩、アンモニウム塩等を含む。代表的なアニオン性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クエン酸、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、２−カルボキシエチルアクリレート、スチレンスルホン酸、マレイン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、及びオレイン酸が挙げられる。代表的なカチオン性モノマーとしては、例えば、アリルアミン、２−（メタクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムクロリド、２−（メタクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウムメチルスルフェート、ビニルピリジン、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、及びオレイルアミンが挙げられる。
【００６９】
その他の共重合性モノマーも、それらを含むことによって意図する特性（例えば、光誘発劣化からの保護）が損なわれない限りにおいて、高分子電解質コポリマーの共重合の際に含まれてよい。そのような他の繰り返し単位は、光吸収性又は光安定化化合物を欠く（メタ）アクリル又はビニル官能性共重合性非イオン性モノマー、並びに（メタ）アクリル又はビニルエーテルでない重合性部分を含むイオン性モノマーに由来し得る。
【００７０】
本開示によるコポリマーを作製するための重合反応は、添加フリーラジカル開始剤の存在下で行われ得る。当該技術分野において広く知られかつ使用されているもののようなフリーラジカル開始剤を使用して、成分の重合を開始させることができる。好適なリーラジカル開始剤の例としては、アゾ化合物（例えば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、又はアゾ−２−シアノ吉草酸）、ヒドロペルオキシド（例えば、クメン、ｔ−ブチル又はｔ−アミルヒドロペルオキシド）、ジアルキルペルオキシド（例えば、ジ−ｔ−ブチル又はジクミルペルオキシド）、ペルオキシエステル（例えば、ｔ−ブチルペルベンゾエート又はジ−ｔ−ブチルペルオキシフタレート）、及びジアシルペルオキシド（例えば、過酸化ベンゾイル又はラウリルペルオキシド）が挙げられる。
【００７１】
フリーラジカル開始剤は、光開始剤であってもよい。有用な光開始剤の例としては、ベンゾインエーテル（例えば、ベンゾインメチルエーテル又はベンゾインブチルエーテル）；アセトフェノン誘導体（例えば、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン又は２，２−ジエトキシアセトフェノン）；１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン；並びにアシルホスフィンオキシド誘導体及びアシルホスホネート誘導体（例えば、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド、ジフェニル−２，４，６−トリメチルベンゾイルホスフィンオキシド、イソプロポキシフェニル−２，４，６−トリメチルベンゾイルホスフィンオキシド、又はジメチルピバロイルホスフェート）が挙げられる。多くの光開始剤は、例えば、ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ」として入手可能である。光開始剤は、重合を開始するために必要な光の波長が紫外線吸収性基によって吸収されないように選択され得る。
【００７２】
いくつかの実施形態では、重合反応は溶媒中で行われる。成分は、任意の好適な濃度（例えば、反応混合物の総重量を基準として、約５重量％〜約８０重量％）で反応溶媒中に存在してよい。好適な溶媒の例示的な例としては、脂肪族及び脂環式炭化水素（例えば、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン）、芳香族溶媒（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン）、エーテル（例えば、ジエチルエーテル、グリム、ジグリム、及びジイソプロピルエーテル）、エステル（例えば、エチルアセテート及びブチルアセテート）、アルコール（例えば、エタノール及びイソプロピルアルコール）、ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトン）、ハロゲン化溶媒（例えば、メチルクロロホルム、１，１，２−トリクロロ−１，２，２−トリフルオロエタン、トリクロロエチレン、トリフルオロトルエン、並びに、例えば、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名「ＨＦＥ−７１００」及び「ＨＦＥ−７２００」として入手可能なヒドロフルオロエーテル）、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００７３】
好ましい実施形態では、高分子電解質は、水性溶媒中で調製される。用語「水性」とは、コーティング液体が、少なくとも８５重量％の水を含有していることを意味する。それは、より大量の水、例えば少なくとも９０重量％、９５重量％、若しくは少なくとも９９重量％又はそれ以上の水を含有し得る。水性液体媒体は、水と１種以上の水溶性有機共溶媒との混合物を、水性液体媒体が単一相を形成するような量で含み得る。水溶性有機共溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、２−メトキシエタノール、３−メトキシプロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、テトラヒドロフラン、及びケトン又はエステル溶媒が挙げられる。有機共溶媒の量は、典型的には、コーティング組成物の総液体の１５重量％を超えない。交互積層自己集合体中で使用するための水性高分子電解質組成物は、典型的には、少なくとも０．０１重量％、０．０５重量％、又は０．１重量％、及び典型的には５重量％、４重量％、３重量％、２重量％、又は１重量％以下の高分子電解質を含む。
【００７４】
重合は、有機フリーラジカル反応を実施するのに好適な任意の温度で行うことができる。特定の用途のための温度及び溶媒は、試薬の溶解度、特定の反応開始剤の使用のために必要とされる温度及び所望の分子量などの考慮事項に基づいて、当業者が選択することができる。全ての開始剤及び全ての溶媒に好適な特定の温度を列挙するのは実践的ではないが、一般に好適な温度は、約３０℃〜約２００℃（いくつかの実施形態では、約４０℃〜約１００℃、又は約５０℃〜約８０℃）の範囲である。
【００７５】
フリーラジカル重合は、連鎖移動剤の存在下で実施してもよい。本発明による組成物の調製に使用することができる典型的な連鎖移動剤としては、ヒドロキシル置換メルカプタン（例えば、２−メルカプトエタノール、３−メルカプト−２−ブタノール、３−メルカプト−２−プロパノール、３−メルカプト−１−プロパノール、及び３−メルカプト−１，２−プロパンジオール（即ち、チオグリセロール））；ポリ（エチレングリコール）置換メルカプタン；カルボキシ置換メルカプタン（例えば、メルカプトプロピオン酸又はメルカプト酢酸）：アミノ置換メルカプタン（例えば、２−メルカプトエチルアミン）；二官能性メルカプタン（例えば、ジ（２−メルカプトエチル）スルフィド）；及び脂肪族メルカプタン（例えば、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、及びオクタデシルメルカプタン）が挙げられる。
【００７６】
例えば、反応開始剤の濃度及び活性、反応性モノマーそれぞれの濃度、温度、連鎖移動剤の濃度、並びに溶媒を当該技術分野において既知の技術を用いて調整することにより、コポリマーの分子量を制御することができる。
【００７７】
本開示によるコポリマーは、それらの実施形態のいずれにおいても、ペンダント紫外線吸収性（ＵＶＡ）基を含む第１の二価単位を含む。
【００７８】
第１の二価単位は、本明細書に開示されるコポリマーにおける繰り返し単位と考えることができる。第１の二価単位は、式：−［−ＣＨ２−Ｃ（Ｈ）ＵＶＡ−］−、−［−ＣＨ２−Ｃ（Ｈ）Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｘ−ＵＶＡ−］−、−［−ＣＨ２−Ｃ（Ｈ）Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｘ−ＵＶＡ−］−、−［−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｘ−ＵＶＡ−］−、又は−［−ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−Ｘ−ＵＶＡ−］−（式中、Ｘは、１〜１０個（いくつかの実施形態では、２〜６個又は２〜４個）の炭素原子を有し、１つ以上の−Ｏ−基により任意に中断されており、ヒドロキシル基によって任意に置換されている、アルキレン基又はアルキレンオキシ基であり、ＵＶＡは、ＵＶＡ基の上記実施形態のいずれかを含む）によって表わすことができる。アルキレンオキシ基において、酸素はＵＶＡ基に結合している。コポリマーは、（例えば、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、又は少なくとも２０から最大３０、３５、４０、４５、５０、１００まで、又は最大２００までの）これら繰り返し単位を含むことができる。繰り返し単位は、置換ビニル基、置換アクリレート基、又は置換メタクリレート基由来であってよい。
【００７９】
いくつかの実施形態では、第１の二価単位は、次式によって表わされる。
【００８０】
【化１２】
2016522106.tif 000016
（式中、Ｒ１は水素又はメチルであり、ＶはＯ又はＮＨであり、Ｘは、１〜１０個（いくつかの実施形態では、２〜６個又は２〜４個）の炭素原子を有し、１つ以上の−Ｏ−基により任意に中断されており、ヒドロキシル基によって任意に置換されている、アルキレン基又はアルキレンオキシ基であり、Ｒはアルキルであり（例えば、１〜４個の炭素原子を有する）、ｎは０又は１であり、Ｚはベンゾイル基、４，６−ビスフェニル［１，３，５］トリアジン−２−イル基、又は２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル基であり、ここで、ベンゾイル基、４，６−ビスフェニル［１，３，５］トリアジン−２イル基、及び２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル基は、１つ以上のアルキル置換基、アリール置換基、アルコキシ置換基、ヒドロキシル置換基、若しくはハロゲン置換基、又はこれら置換基の組み合わせによって任意に置換されている。）いくつかの実施形態では、アルキル及び／又はアルコキシ置換基は、独立して、１〜４個又は１〜２個の炭素原子を有する。いくつかの実施形態では、各ハロゲン置換基は、独立して、クロロ基、ブロモ基、又はヨード基である。いくつかの実施形態では、各ハロゲン置換基はクロロ基である。本明細書で使用する用語「アリール」としては、炭素環式芳香環、又は例えば、１、２又は３個の環を有し、かつ場合により、環内に少なくとも１個のヘテロ原子（例えば、Ｏ、Ｓ又はＮ）を含有する環構造が挙げられる。アリール基の例としては、フェニル、ナフチル、ビフェニル、フルオレニルに加えて、フリル、チエニル、ピリジル、キノリニル、イソキノリニル、インドリル、イソインドリル、トリアゾリル、ピロリル、テトラゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサゾリル、及びチアゾリルが挙げられる。アルキレンオキシ基において、酸素は置換ベンゼン環に結合している。いくつかの実施形態では、各ＶはＯであり、Ｘは、エチレン、プロピレン、ブチレン、エチレンオキシ、プロピレンオキシ、又はブチレンオキシであり、酸素は置換ベンゼン環に結合している。いくつかの実施形態では、ｎは０である。いくつかの実施形態では、Ｒは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、又はｔ−ブチルであり、ｎは１である。いくつかの実施形態では、Ｚは、非置換ベンゾイル基である。いくつかの実施形態では、Ｚは、４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）［１，３，５］トリアジン−２−イル、４，６−ビス（２，４−ジエチルフェニル）［１，３，５］トリアジン−２−イル、４，６−ビス（２，４−ジメトキシフェニル）［１，３，５］トリアジン−２−イル、又は４，６−ビス（２、４−ジエトキシフェニル）［１，３，５］トリアジン−２−イルである。いくつかの実施形態では、Ｚは、２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル又は５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イルである。
【００８１】
典型的な実施形態では、有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はこれらの組み合わせは、可視光の透過率を５、４、３、２、又は１％を超えては低下させない。更に、有機光吸収性化合物又は有機光安定化化合物は、通常は、高分子電解質に色を付与しない、つまり、明度を意味する次元Ｌ並びに補色次元のａ及びｂを持つＨｕｎｔｅｒ  １９４８色空間によるΔＥ値が１単位以下である。
【００８２】
本明細書に開示されるコポリマーは、それらの実施形態のいずれかにおいて、独立して次式によって表わされる（例えば、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、又は少なくとも２０から、最大３０、３５、４０、４５、５０、１００、又は最大２００までの）第２の二価単位を含む。
【００８３】
【化１３】
2016522106.tif 000017
（式中、Ｒ１は水素又はメチルであり、Ｖは二価連結基であり、Ｉはイオン基である。）
【００８４】
好適なイオン基Ｉとしては、アミン、ヒドロキシル、アミド、チオール、スルホン酸塩、ホスホン酸塩、スルフィン酸塩、シラノール、カルボン酸、カルボン酸塩、又はアンモニウム塩が挙げられる。Ｖは、化学結合、アルキレン、アリーレン、アルカリーレン、又はそれらの組み合わせであり得、あるいは該連結基は、Ｏ、Ｎ、又はＳなどのヘテロ原子を更に含む。
【００８５】
光吸収性又は光安定化基を含む第１の二価単位は、コポリマーの総重量を基準として、少なくとも０．５、１．０、１．５、２．５、３、３．５、４、４．５、又は５から５０パーセントまでの量でコポリマー中に存在する。いくつかの実施形態では、第１の二価単位は、コポリマーの少なくとも５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、又は１０重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、第１の二価単位は、コポリマーの４５、４０、３５、３０、２５、又は２０重量％以下の量で存在する。イオン性基を含む第２の二価単位は、典型的には、コポリマーの総重量を基準として、少なくとも５０パーセントの量で存在する。いくつかの実施形態では、第２の二価単位は、コポリマーの少なくとも５５、６０、６５、７０、７５、又は８０重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、第２の二価単位は、コポリマーの少なくとも８５重量％又は９０重量％の量で存在する。いくつかの実施形態では、第２の二価単位は、コポリマーの少なくとも９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、又は９９重量％の量で存在する。コポリマーが第１及び第２の二価単位のみを含む場合、第１の二価単位と第２の二価単位との合計は１００重量％となる。しかしながら、コポリマーが、イオン性基又は光吸収性基若しくは光安定化基のいずれかを欠く他の単位を含んでいる場合、第１の二価単位と第２の二価単位との合計は１００重量％未満であり得る。
【００８６】
交互積層自己集合によって付着された複数の層内の光吸収性及び／又は光安定化化合物の総濃度は、コポリマー中に存在する光吸収性基又は光安定化基を含む第１の二価単位の重量％、かかる第１の二価単位を含有する適用される層の数、並びにかかる層の厚さによって異なり得る。いくつかの実施形態では、ポリアニオンのみ又はポリカチオンのみが（例えば高分子電解質に共有結合された）光吸収性及び／又は光安定化化合物を含む。他の実施形態では、ポリアニオン又はポリカチオンの両方が、（例えば高分子電解質に共有結合された）光吸収性及び／又は光安定化化合物を含む。これらの実施形態では、交互積層自己集合によって付着された各層又は１つおきの層は、（例えば高分子電解質に共有結合された）光吸収性及び／又は光安定化化合物を含むことができる。更に他の実施形態では、より高濃度の光吸収色及び／又は光安定化化合物を、より少ない頻度で（例えば４層毎、又は露出表面層に近い及びそれを含む数層に）利用及び適用してもよい。交互積層付着技術にかかわらず、交互積層自己集合によって付着された複数の層内の光吸収性及び／又は光安定化化合物の総濃度は、典型的には、少なくとも０．５、１．０、１．５、２．５、３、３．５、４、４．５、又は５から３０重量％までである。いくつかの実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層内の光吸収性及び／又は光安定化化合物の総濃度は、典型的には、少なくとも５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、又は１０重量％である。いくつかの実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層内の光吸収性及び／又は光安定化化合物の総濃度は、典型的には、２５重量％又は２０重量％又は１５重量％以下である。
【００８７】
いくつかの実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層は、複数の交互のポリマー−無機酸化物ナノ粒子層を含む。交互に積層されたポリマー層及び無機ナノ粒子層の無機ナノ粒子は、典型的には、少なくとも１、２、３、４、又は５ナノメートル、典型的には８０、９０又は１００ナノメートル以下の平均一次粒径直径又は平均凝集粒径直径を有する。いくつかの実施形態では、ナノ粒子は、比較的小さい平均粒径を有する。例えば、平均一次又は凝集粒径は、３０ｎｍ、又は２５ｎｍ、又は２０ｎｍ、又は１５ｎｍ未満であってよい。
【００８８】
乾燥した自己集合層のナノ粒子の平均粒径は、例えば、透過電子顕微鏡法又は走査電子顕微鏡法により測定することができる。ナノ粒子懸濁液中のナノ粒子の平均粒径は、動的光散乱を用いて測定することができる。「凝集」とは、電荷又は極性によりまとまってよく、より小さい構成要素に分解可能である、一次粒子間の弱い会合を意味する。「一次粒径」は、単一の（非粒塊、非凝集）粒子の平均直径を指す。本明細書において粒子に関して使用する「粒塊」とは、得られた外表面積が個々の構成要素の計算された表面積の合計より有意に小さい場合がある、強く結合した又は縮合した粒子を指す。例えば、共有結合、又は焼結若しくは複雑な物理的もつれから生じるもの等の粒塊をまとめる力は、強い力である。凝集したナノ粒子は、表面処理を施すことなどにより分離性の一次粒子等のより小さい構成要素に分解可能であるが、粒塊に表面処理を施しても、表面処理された粒塊が得られるだけである。いくつかの実施形態では、大半のナノ粒子（すなわち、少なくとも５０％）は、分離性の非凝集ナノ粒子として存在する。例えば、少なくとも７０％、８０％、又は９０％のナノ粒子が、分離性の非凝集ナノ粒子として存在する。
【００８９】
存在する場合、無機ナノ粒子の濃度は、典型的には、乾燥した低屈折率のスタック、高屈折率のスタック、又は自己集合ポリマー−ナノ粒子層全体の少なくとも３０重量％である。無機ナノ粒子の濃度は、典型的には、約８０、８５、９０、又は９５重量％以下である。無機ナノ粒子の濃度は、熱重量分析などの当該技術分野で既知の方法によって求めることができる。いくつかの実施形態では、乾燥した低屈折率のスタック、高屈折率のスタック、又は自己集合ポリマー−ナノ粒子層全体は、前述の反射率特性に加えてより良好な機械的耐久性及び引っかき抵抗性を提供するために、少なくとも５０、５５、６０、６５、又は７０重量％の無機ナノ粒子を含む。
【００９０】
自己集合ポリマー層−ナノ粒子層で使用するためのナノ粒子としては、１．５０以下の屈折率を有するナノ粒子、例えばシリカ（ジルコニア、アルミナ、セリア、酸化スズ（酸化第２スズ）など他の酸化物を使用することも可能である）、又はコアシェルナノ粒子などの複合ナノ粒子が挙げられる。コア−シェルナノ粒子は、１つの酸化物（例えば、酸化鉄）又は金属（例えば、金又は銀）のコア、及びコア上に配置されているシリカのシェルを含むことができる。本明細書において、「シリカナノ粒子」は、シリカだけを含むナノ粒子、並びにシリカを含む表面を有するコアシェルナノ粒子を指す。しかしながら、特にナノ粒子が水分散液の形態で提供される場合には、未修飾のシリカナノ粒子は、通常、ナノ粒子の表面にヒドロキシル又はシラノール官能基を含むことが理解される。シリカナノ粒子の水分散液はまた、アンモニウム安定化又はナトリウム安定化されていてもよい。シリカの等電点は約ｐＨ２であるので、２超のｐＨ値、より好ましくは３以上のｐＨ値の交互積層自己集合プロセスにおいてシリカをポリアニオンとして使用することができる。
【００９１】
水性媒質中の無機シリカゾルは、当該技術分野において周知であり、市販されている。水又は水−アルコール溶液中のシリカゾルは、ＬＵＤＯＸ（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）により製造）、ＮＹＡＣＯＬ（Ｎｙａｃｏｌ  Ｃｏ．（Ａｓｈｌａｎｄ，ＭＡ）より入手可能）、又はＮＡＬＣＯ（Ｎａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）により製造）等の商品名で入手可能である。一部の有用なシリカゾルは、平均粒径が４ナノメートル（ｎｍ）〜７７ｎｍであるシリカゾルとして入手可能なＮＡＬＣＯ  １１１５、２３２６、１０５０、２３２７及び２３２９である。別の有用なシリカゾルは、平均粒径が２０ナノメートルのシリカゾルとして入手可能なＮＡＬＣＯ  １０３４ａである。有用なシリカゾルは、平均粒径が５ナノメートルのシリカゾルとして入手可能なＮＡＬＣＯ  ２３２６である。好適なコロイド状シリカの更なる例が、米国特許第５，１２６，３９４号（Ｒｅｖｉｓら）に記載されている。
【００９２】
特に自己集合層が基材に耐久性トップコートを提供する実施形態では、クレイ小板ナノ粒子（モンモリロナイトナノ粒子、ベントナイトナノ粒子、及びヘクトライトナノ粒子など）を使用することができる。クレイ小板含有交互積層自己集合コーティングはまた、コーティングされた基材に難燃性、酸素バリア性、水バリア性、及び耐腐食性を付与することができる。
【００９３】
いくつかの実施形態では、交互積層自己集合層のナノ粒子は、１．６０、１．６５、１．７０、１．７５、１．８０、１．８５、１．９０、１．９５、２．００、２．０５、２．１０、２．１５、２．２０、２．２５、２．３０、２．３５、２．４０、２．４５、２．５０、２．５５、２．６０超の屈折率を有し、例えばチタニア、ジルコニア、アルミナ、酸化スズ、酸化アンチモン、セリア、酸化亜鉛、酸化ランタン、酸化タンタル、それらの混合金属酸化物、及びこれらの混合物などである。ジルコニアゾルは、Ｎａｌｃｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，  ＩＬ）から商品名「Ｎａｌｃｏ  ００ＳＳ００８」で、Ｂｕｈｌｅｒ  ＡＧ（Ｕｚｗｉｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から商品名「Ｂｕｈｌｅｒ  ｚｉｒｃｏｎｉａ  Ｚ−ＷＯ  ｓｏｌ」で、及びＮｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）からＮａｎｏＵｓｅ  ＺＲ（商標）という商標名で入手可能である。ジルコニアナノ粒子はまた、米国特許公開第２００６／０１４８９５０号（Ｄａｖｉｄｓｏｎら）及び米国特許第６，３７６，５９０号（Ｋｏｌｂら）に記載されているように調製することができる。酸化アンチモン（ＲＩ〜１．９）により被覆された酸化スズとジルコニアとの混合物を含むナノ粒子分散液は、Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から商品名「ＨＸ−０５Ｍ５」で市販されている。酸化スズナノ粒子分散液（ＲＩ〜２．０）は、Ｎｉｓｓａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ．から商品名「ＣＸ−Ｓ５０１Ｍ」で市販されている。
【００９４】
いくつかの実施形態では、交互積層自己集合ポリマー−ナノ粒子層はチタニアを含む。アナターゼ型、ブルッカイト型、ルチル型及び非晶質形態といった様々な形態のチタニアを使用することができる。アナターゼチタニアナノ粒子（直径５〜１５ｎｍ）分散液は、Ｕ．Ｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から１５重量％の水性懸濁液として市販されている。強酸又は塩基条件で分散したＴｉＯ２ゾルもまた、石原産業株式会社（大阪、日本）から入手可能である。チタニアの等電点は約ｐＨ  ４〜６であるので、ｐＨ  ６超、好ましくはｐＨ  ７超、より好ましくはｐＨ  ８超の交互積層自己集合体においてポリアニオンとして、又はｐＨ  ４未満、より好ましくはｐＨ  ３未満の交互積層自己集合体においてポリカチオンとして使用することができる。
【００９５】
当該技術分野で既知であるように、様々なその他の有機及び無機ナノ粒子状粒子を使用することができ、それらの一部は米国特許出願第２０１０／０２９０１０９号（Ｋｕｒｔら）に記載されている。
【００９６】
交互積層自己集合ポリマー−無機酸化物ナノ粒子層は、耐久性のある保護トップコートを基材に提供することができる。この実施形態では、交互積層自己集合スタックは、基材又はコーティング表面と屈折率整合された低又は高屈折率のスタックを含むことができる。機械的強度及び耐摩耗性が改善された交互積層自己集合コーティングは、米国特許第８，２７７，８９９号（Ｋｒｏｇｍａｎら）及び国際公開特許第ＷＯ  ２０１２／１１２６２４号（Ｏｌｍｅｉｊｅｒら）に教示されている。
【００９７】
いくつかの実施形態では、無機材料の選択は、対象となる反射帯域幅に依存する。例えば、交互積層自己集合によって付着された複数の層は１／４波長スタックであってもよく、１／４波長スタックでは、スペクトルの制御は、付着される二重層の数を変更することにより高及び低屈折率スタックの厚さを制御することによって、及び／又は交互積層自己集合プロセスの際の条件（例えば液体（例えば浴）溶液のｐＨ及びイオン強度など）を変化させることによって達成される。交互積層自己集合によって付着された複数の層は、典型的には、低屈折率スタックと高屈折率のスタックとの間の屈折率差を作り出すために複屈折を利用しないことが理解される。
【００９８】
いくつかの実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層は、可視光（４００〜７００ｎｍ）に対して光透過性であり、即ち、典型的には、ポリマー−ポリマー層で少なくとも８５％は又は９０％の透過率、及びポリマー−無機酸化物ナノ粒子層では少なくとも７０又は７５％の透過率を示す。いくつかの実施形態では、基材は可視光（４００〜７００ｎｍ）に対して光透過性であり、即ち、典型的には、少なくとも８５％又は９０％の透過率を示す。
【００９９】
一実施形態では、交互積層自己集合ポリマー−無機酸化物ナノ粒子層は、基材に反射防止コーティングを提供することができる。交互積層自己集合層を含めることにより表面反射を低減させて、透過率を１、２、３、４、又は５％増大させることができる。
【０１００】
反射防止フィルム及びコーティングが機能する物理的原理は公知である。ＡＲフィルムは、正しい光学厚さの交互の高屈折率及び低屈折率（「ＲＩ」）ポリマー層から構成される場合が多い。可視光では、この厚みは、反射される光の波長の約４分の１である。人間の目は、５５０ｎｍ前後の光に最も敏感である。したがって、この光学範囲に反射光の量を最小限（例えば３％、２％、１％以下）に抑える形で、低及び高屈折率のコーティング厚を策定するのが望ましい。いくつかの実施形態では、本明細書で記載される反射防止コーティングを含めることで、４００〜７００ｎｍにおける平均反射率が少なくとも１、２、３、又は４％低下する。更に、５５０ｎｍにおける反射率は、反射防止交互積層コーティングを欠く多層光学フィルムと比べて、少なくとも１、２、３、又は４％低下させることができる。反射防止コーティングは、ＳｉＯ２含有二重層を１／４波長の光学厚さでコーティングすることによって作り出すことができる。他の実施形態では、反射防止コーティングは、少なくとも１つの低屈折率二重層スタックと少なくとも１つの高屈折率二重層スタックとを含む。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、交互積層自己集合ポリマー−無機酸化物ナノ粒子層は、所望の帯域を反射するように選択されてもよい。交互積層自己集合によって付着された複数の層は、ＵＶミラー、青色光ミラー、可視光ミラー、近赤外光ミラー、又はこれらの組み合わせとして機能する。そのような自己集合層は、米国特許出願第２０１０／０２９０１０９号（Ｋｕｒｔら）に記載されているような１／４波長スタック又は非１／４波長スタックであってもよい。
【０１０２】
図４を参照すると、一実施形態では、本発明は、交互積層自己集合によって付着された複数の層１１０が多層光学フィルム１３０上に配置され、これら層の少なくとも一部が、高分子電解質内に分散された有機光吸収性化合物又は有機光安定化化合物を含む、多層光学フィルム（ＭＯＦ）基材に関する。いくつかの実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層１１０は、環境に曝露されている主表面層を形成する。
【０１０３】
多層光学フィルムは、２つ以上の層を有するフィルムを含む。例えば、多層光学フィルムは、高効率ミラー及び／又は偏光子として有用である。
【０１０４】
様々な多層光学フィルムが知られている。多層光学フィルムは、一般に、少なくとも１つの複屈折ポリマー（例えば配向された半結晶質ポリマー）と１つの第２のポリマーとの交互ポリマー層を含み、これら層は、特定帯域の電磁放射線の反射を達成するように選択される。
【０１０５】
図４Ａは、例えば、光学偏光子又はミラーとして使用することができる多層ポリマーフィルム１３０を示す。フィルム１６は、１つ以上の第１の光学層１２、１つ以上の第２の光学層１４、及び任意選択的に、１つ以上の（例えば、非光学的な）追加の層１８を含む。図４Ａは、少なくとも２つの材料の交互層１２、１４を有する多層積層体を含む。一実施形態では、層１２及び１４の材料は、ポリマーである。高屈折率層１２の１つの面内方向での面内屈折率ｎ１は、同じ面内方向での低屈折率層１４の面内屈折率ｎ２より大きい。層１２、１４間の各境界での屈折率差によって、入射光の一部が反射される。多層フィルム１６透過特性及び反射特性は、層１２、１４間の屈折率差によって生じる光のコヒーレント干渉及び層１２、１４の厚さに基づいている。実効屈折率（又は垂直入射の場合の面内屈折率）が、層１２、１４間で異なる場合、隣接層１２、１４間の界面は、反射面を形成する。反射面の反射能は、層１２、１４の実効屈折率間の差の二乗（例えば、（ｎ１−ｎ２）２）に依存する。層１２、１４間の屈折率差を増大させることによって、改善された屈折力（より高い反射率）、より薄いフィルム（より薄い又はより少ない層）、及びより広い帯域幅性能を達成することができる。代表的な実施形態における１つの面内方向での屈折率差は、少なくとも約０．０５、好ましくは約０．１０超、より好ましくは約０．１５超、更により好ましくは約０．２０超である。
【０１０６】
一実施形態では、層１２、１４の材料は、本来的に異なる屈折率を有する。別の実施形態では、層１２、１４の材料の少なくとも１つは、応力誘発性複屈折の性質を有し、その結果、材料の屈折率（ｎ）は、延伸プロセスの影響を受ける。多層フィルム１６を一軸方向から二軸方向にかけて延伸することによって、配向が異なる平面偏光した入射光線に対して一定の範囲を持った反射率を有するフィルムが作り出される。
【０１０７】
層の数は、典型的には、少なくとも１０、２５、５０又は１００である。好ましい実施形態では、多層フィルム１６内の層の数は、フィルム厚、柔軟性、及び経済性の理由により、最小数の層を使用して所望の光学特性を達成するように選択される。偏光子及びミラーなどの反射性フィルムの場合、層の数は、好ましくは約２，０００未満、より好ましくは約１，０００未満、更により好ましくは約７５０未満である。いくつかの実施形態では、層の数は少なくとも１５０又は２００である。他の実施形態では、層の数は少なくとも２５０である。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、多層ポリマーフィルムは、任意の追加的な非光学層又は光学層を更に含む。追加の層１８は、フィルム１６内に配置されたポリマー層である。このような追加層は、光学層１２、１４を損傷から保護し、共押出加工を補助し、及び／又は後処理機械特性を向上させることができる。追加の層１８は、多くの場合、光学層１２、１４よりも厚い。追加の（例えば、表面薄）層１８の厚みは、通常、個々の光学層１２、１４の厚みの少なくとも２倍、好ましくは少なくとも４倍、より好ましくは少なくとも１０倍である。追加の層１８の厚さは、特定の厚さを有する多層ポリマーフィルム１６を作製するために変えることができる。非光学表面薄層と光学層との間に連結層（図示せず）が存在してもよい。更に、表面薄層の上にトップコート（同様に図示せず）が配置されてもよい。典型的には、１つ以上の追加の層１８は、光学層１２、１４によって透過、偏光、及び／又は反射される光の少なくとも一部もまた、当該追加の層を通って伝わるように設置される（即ち、追加の層は、光学層１２、１４を通って伝わる又は光学層１２、１４によって反射される光の光路内に設置される）。
【０１０９】
多層フィルム１６の一実施形態は、複数の低／高屈折率のフィルム層の対を含み、各低／高屈折率の層の対の合計光学厚さは、反射するように設計された帯域の中心波長の１／２である。このようなフィルムのスタックは、通常、１／４波長スタックと呼ばれている。可視波長及び近赤外波長に関する多層光学フィルムの場合、１／４波長スタックの設計により、多層積層体内の層１２、１４のそれぞれの平均厚さは約０．５マイクロメートル以下となる。他の例示的実施形態では、例えば、広帯域反射光学フィルムが所望される場合などは、異なる低／高屈折率の層の対は、異なる合計光学厚さを有してもよい。
【０１１０】
更に、非対称反射性フィルム（不均衡な二軸延伸から生じたフィルムなど）が、特定用途に望ましい場合がある。その場合、例えば、可視スペクトル（約３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の帯域幅にわたって、又は可視スペクトルから近赤外（例えば、約３８０ｎｍ〜８５０ｎｍ）に及ぶ範囲にわたって、１つの延伸方向に沿った平均透過率は、望ましくは、例えば約５０％未満であり得、一方で、もう１つの延伸方向に沿った平均透過率は、望ましくは、例えば約２０％未満であり得る。
【０１１１】
多層光学フィルムはまた、反射性偏光子として動作するように設計することもできる。多層反射偏光子を作製するための１つの方法は、多層積層体を一軸延伸することである。得られた反射偏光子は、光に対する高い反射率を有し、広範囲の入射角度に関して第１の面内軸線（通常は、延伸方向）と平行する偏光面を持ち、同時に、光に対する低い反射率及び高い透過率を有し、広範囲の入射角度に関して第１の面内軸線と直交する第２の面内軸線（通常は、非延伸方向）と平行する偏光面を持つ。各フィルムの３つの屈性率ｎｘ、ｎｙ及びｎｚを制御することによって、所望の偏光子挙動を得ることができる。例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）を参照のこと。
【０１１２】
第１の光学層（単一又は複数）は、配向後に少なくとも０．１０、好ましくは少なくとも０．１５の面内複屈折性（ｎｘ−ｎｙの絶対値）を有する複屈折ポリマーから調製される。いくつかの実施形態では、第１の光学層の複屈折性は０．２０以上である。延伸方向に平行な平面内で偏光した６３２．８ｎｍの光でのポリエステルの屈折率は、約１．６２から約１．８７の大きさまで増大することができる。例えばミラーフィルムとして使用されるものなど、他の種類の多層光学フィルムでは、面外複屈折特性が重要である。いくつかの実施形態では、平均面外複屈折性は、少なくとも０．１０、少なくとも０．１５、又は少なくとも０．２０である。
【０１１３】
光学層１２、１４及び多層ポリマーフィルム１６の任意の追加の層１８は、典型的には、ポリエステルなどのポリマーから構成される。ポリエステルは、カルボキシレート及びグリコールサブユニットを含み、カルボキシレートモノマー分子をグリコールモノマー分子と反応させることによって生成される。各カルボキシレートモノマー分子は、２つ以上のカルボン酸又はエステル官能基を有し、各グリコールモノマー分子は、２つ以上のヒドロキシ官能基を有する。カルボキシレートモノマー分子は、全て同一であってもよいし、又は２つ以上の異なるタイプの分子であってもよい。グリコールモノマー分子についても同様である。ポリマー層又はフィルムの特性は、ポリエステルのモノマー分子の特定の選択によって異なる。
【０１１４】
種々の好適なポリエステルポリマーが当該技術分野で記載されており、そのうちの一部は、２０１３年２月２５日出願の仮出願第６１／７６８，６３１号に記載されており、当該特許文献は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本発明の多層光学フィルムにおいて複屈折層として有用な例示的ポリマーは、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）であり、例えば、ナフタレンジカルボン酸をエチレングリコールと反応させることによって作製することができる。ポリエチレン２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）は、複屈折ポリマーとして選択される場合が多い。ＰＥＮは大きい正の応力光係数を有し、延伸後に効果的に複屈折を保持し、可視範囲内でほとんど又は全く吸光度を有さない。ＰＥＮはまた等方性状態において大きい屈折率を有する。偏光平面が延伸方向と平行になるとき、５５０ｎｍ波長の偏光入射光線におけるその屈折率は、約１．６４から約１．９もの大きさまで増大する。分子配向の増大によって、ＰＥＮの複屈折が増大する。分子配向は、材料をより高い延伸比まで延伸させ、他の延伸条件を一定に保つことにより増大し得る。米国特許第６，３５２，７６１号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）及び米国特許第６，４４９，０９３号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）に記載されているもののようなＰＥＮのコポリマー（ＣｏＰＥＮ）は、低温で加工可能であり、熱的に不安定な第２のポリマーとの共押出により適合性があるので、特に有用である。複屈折ポリマーとして好適な他の半結晶質ポリエステルとしては、例えば、共に参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，４４９，０９３  Ｂ２号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）又は米国特許出願第２００６／００８４７８０号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）に記載されるもののような、ポリブチレン２，６−ナフタレート（ＰＢＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及びそれらのコポリマーが挙げられる。あるいは、シンジオタクチックポリスチレン（ｓＰＳ）は、別の有用な複屈折ポリマーである。
【０１１５】
多層光学フィルムの第２のポリマーは、第１の複屈折ポリマーのガラス転移温度と互換性のあるガラス転移温度を有し、複屈折ポリマーの等方性屈折率に類似する屈折率を有する、多様なポリマーから作製することができる。光学フィルム、特に、第２ポリマー中で使用するのに好適な他のポリマーの例としては、ビニルナフタレン、スチレン、無水マレイン酸、アクリレート、及びメタクリレート等のモノマーから作製される、ビニルポリマー及びコポリマーが挙げられる。そのようなポリマーの例としては、ポリアクリレート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）等のポリメタクリレート、及びアイソタクチック又はシンジオタクチックポリスチレンが挙げられる。その他のポリマーとしては、ポリスルホン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアミック酸、及びポリイミドなどの縮合ポリマーが挙げられる。加えて、第２のポリマーは、ポリエステル、ポリカーボネート、フルオロポリマー、及びポリジメチルシロキサンのホモポリマー及びコポリマー、並びにそれらの混合物から形成することができる。
【０１１６】
いくつかの好ましい実施形態では、多層光学フィルムは、１／４波長フィルムのスタックを含むか、又は１／４波長フィルムのスタックからなる。この場合、スペクトルの制御には、フィルムスタックの層厚プロファイルを制御する必要がある。空中の広範囲の角度にわたって可視光を反射する必要があるものなど、広帯域スペクトルでは、層がポリマーである場合、依然として多数の層が必要になるが、これは、無機フィルムに比べてポリマーフィルムで達成できる屈折率の差が比較的小さいためである。そのようなフィルムの層厚プロファイルは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）に教示されている軸ロッド器具を、顕微鏡技術で得られる層プロファイル情報と併せて使用して、改善されたスペクトル特性を提供するように調整することができる。
【０１１７】
多層光学フィルムは、先に組み込まれた２０１３年２月２５日出願の仮出願第６１／７６８、６３１号に更に記載されている紫外光反射体、青色光反射体、可視光反射体、又は赤外光（infared）反射体であってよい。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、多層光学フィルムは、ＵＶ反射多層光学フィルム（即ちＵＶ反射体又はＵＶミラー）として特徴付けることができる。ＵＶ反射多層光学フィルムは、２９０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の帯域幅に関する垂直入射時の反射率が少なくとも５０、６０、７０、８０、又は９０％であるフィルムを指す。いくつかの実施形態では、２９０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の帯域幅に関する垂直入射時の反射率は、少なくとも９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、又は９８％である。ＵＶ反射多層光学フィルムは、可視光に対して低反射率及び高透過率を有し得る。例えば、可視光の透過率は、少なくとも８５％又は９０％とすることができる。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、多層光学フィルムは、ＵＶ〜青色光反射多層光学フィルム（即ちＵＶ〜青色光反射体又はＵＶ〜青色光ミラー）として特徴付けることができる。ＵＶ〜青色光反射多層光学フィルムは、３５０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲の帯域幅に関する垂直入射時の反射率が少なくとも５０、６０、７０、８０、又は９０％であるフィルムを指す。いくつかの実施形態では、３５０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲の帯域幅に関する垂直入射時の反射率は、少なくとも９１、９２、９３、９４、９５、９６、又は９７％である。ＵＶ〜青色光反射多層光学フィルムは、５００ｎｍ超の波長を有する可視光に対して低反射率及び高透過率を有し得る。例えば、５００ｎｍ超の波長を有する可視光の透過率は、少なくとも８５％又は９０％であり得る。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、多層光学フィルムは、近赤外光反射多層光学フィルム（即ち近赤外光反射体又は近赤外光ミラー）として特徴付けることができる。近赤外光反射多層光学フィルムは、８７０ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の帯域幅に関する垂直入射時の反射率が少なくとも５０、６０、７０、８０、又は９０％であるフィルムを指す。いくつかの実施形態では、８７０ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の帯域幅に関する垂直入射時の反射率は、少なくとも９１、９２、９３、又は９４％である。いくつかの実施形態では、該フィルムは、４５度の角度においても同じ近赤外光反射率を示す。近赤外光反射多層光学フィルムは、可視光に対して低反射率及び高透過率を有し得る。例えば、可視光の透過率は少なくとも８５％、８６％、８７％又は８８％であり得る。
【０１２１】
可視光反射多層光学フィルム（例えば可視光反射体又は可視光ミラー）は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の帯域幅に関する垂直入射時の反射率が少なくとも５０、６０、７０、８０、又は９０％であるフィルムを指す。いくつかの実施形態では、４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の帯域幅に関する垂直入射時の反射率は、少なくとも９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、又は９８％である。そのような広帯域反射体の近赤外光反射率特性は前述の通りである。
【０１２２】
他の実施形態では、１つの多層光学フィルムで１つを超える帯域幅を反射することができ、広帯域反射体と見なすことができる。例えば、多層光学フィルムは、可視光及び近赤外光反射多層光学フィルムであり得る。したがって、そのような多層光学フィルムは、可視光及び近赤外光帯域の両方において高い反射率を有する。
【０１２３】
加えて、反射帯域を拡大するために、例えば異なる反射帯域を有する２つ以上の多層光学フィルムミラーを一緒に積層する。例えば、前述したもののような多層光学フィルム可視光反射体を、ＵＶ反射体、ＵＶ〜青色光反射体、及び／又は近赤外光反射体と組み合わせてもよい。当業者に理解されるように、様々なその他の組み合わせを行うことができる。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層は、多層光学フィルムと同じ帯域の電磁放射の少なくとも一部を反射する。例えば、交互積層自己集合によって付着された複数の層は、（例えば可視光に対する）平均反射率を約１０％から２０、３０、又は３５％に増大させることができる。
【０１２５】
他の実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層は、多層光学フィルムと異なる帯域の電磁放射の少なくとも一部を反射する。例えば、交互積層自己集合によって付着された複数の層を含めることにより、（例えばＵＶ光に対する）平均反射率を約３５％から４０、４５、又は５０％に増大させることができる。更に別の実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層を含めることにより、（例えば２９０〜４００ｎｍに対する）平均反射率を約１５％から３０、３５、４０、又は４５％に増大させることができる。
【０１２６】
（例えばＭＯＦ）基材は、任意に、光への曝露に起因する早期劣化の防止に更に寄与することができる（例えば耐久性がある）保護トップコートを、一種の有機ポリマーコーティングとして含むことができる。元は基材の「トップコート」であった層は、複数の自己集合層が基材上に配置された後には中間層となることが理解される。
【０１２７】
ハードコートとも呼ばれる（例えば耐久性がある）保護トップコートは、摩耗及び衝撃に対して耐性であり、電磁放射線の選択された帯域幅を反射する主要機能を妨げない。トップコート層は、以下の非限定例のうちの１つ以上を含んでよい：ＰＭＭＡ／ＰＶＤＦブレンド、熱可塑性ポリウレタン、硬化性ポリウレタン、ＣｏＰＥＴ、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、フルオロポリマー及びそれらのコポリマー、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンテトラフルオロエチレン（tetrafluoroethyelene）（ＥＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、及びテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、及びフッ化ビニリデン（ＴＨＶ）のコポリマー、熱可塑性及び硬化性アクリレート、架橋アクリレート、架橋ウレタンアクリレート、架橋ウレタン、硬化性又は架橋ポリエポキシド、並びにシリコーンポリオキサミド。剥離性ポリプロピレンコポリマースキンを用いてもよい。あるいは、シランシリカゾルコポリマーハードコーティングを、耐性トップコートとして塗布して、引っかき抵抗性を向上させることができる。
【０１２８】
トップコートの厚みは、ベールの法則によって計算されるような特定の波長における光学密度の目標に依存する。いくつかの実施形態では、トップコートは、３８０ｎｍにおいて３．５超、３９０ｎｍにおいて１．７超、及び４００ｎｍにおいて０．５超の光学密度を有する。典型的な保護層厚は、０．５〜１５ミル（０．０１〜０．３８ｍｍ）である。
【０１２９】
トップコートはまた、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、又はトリアジン基を含む吸光剤（ＵＶＡ）、ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）、及びこれらの組み合わせなどの様々な（重合性又は非重合性の）添加剤を、約２〜１０％の範囲の量で含むことができる。そのようなＵＶＡ吸収剤は、（メタ）アクリル基又はビニル基の含有が任意であることを除いては、前述したものと同じ種類の化合物である。
【０１３０】
トップコートは、非顔料である酸化亜鉛及び酸化チタンなどの無機酸化物ナノ粒子を、光遮断又は散乱添加剤として含むことができる。例えば、ナノスケール粒子をポリマー又はコーティング基材中に分散させて、ＵＶ照射による劣化を最小限にすることができる。ナノスケール粒子は、有害なＵＶ照射を散乱又は吸収すると同時に可視光線に対して透過性であることにより、熱可塑性樹脂に対する損傷を低減する。そのような無機酸化物ナノ粒子の濃度は、典型的には５、４、３、２、又は１重量％未満である。
【０１３１】
（例えばＭＯＦ）基材の両方の主表面上にＵＶ保護トップコートを含むことは本開示の範囲内である。いくつかの実施形態では、交互積層自己集合によって付着された複数の層と基材との間のみ、又は交互積層自己集合によって付着された複数の層とは反対側の表面上のみにＵＶ保護トップコートを有するのが望ましくあり得る。
【０１３２】
任意のＵＶ保護ハードコートは、米国特許第７，１５３，５８８号（ＭｃＭａｎら）及び米国特許出願第６１／６１４，２９７号（Ｃｌｅａｒら）に記載されている技術を含む当該技術分野で既知の技術によって設けることができる。更なるハードコートとしては、例えば、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｈａｒｄ  Ｃｏａｔ（Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ）から商品名「ＰＥＲＭＡＮＥＷ」として、並びにＭｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ａｌｂａｎｙ，ＮＹ）から商品名「ＡＳ４０００」、「ＡＳ４７００」、及び「ＵＶＨＣ−３０００」として入手可能なシリカ充填シロキサンが挙げられる。代表的なアクリル系ＵＶ保護ハードコートは、例えば、Ｒｅｄ  Ｓｐｏｔ  Ｐａｉｎｔ  ＆  Ｖａｒｎｉｓｈ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｅｖａｎｓｖｉｌｌｅ，ＩＮ）から商品名「ＵＶＴ６１０（ＧＥＮＩＶ）」及び「ＵＶＴ２００」で入手可能である。代表的なＵＶ保護アクリル系ハードコートは、例えば、国際公開出願第ＷＯ２０１３／１４２２３９号に開示されている。ハードコートの使用によって、例えば、屋外要素への曝露による物品の早期劣化を低減又は防止することができる。ハードコートは、一般に摩耗及び衝撃に対して耐性であり、電磁放射線の選択された帯域幅を反射する主要機能を妨げない。
【０１３３】
しかしながら、複数の交互積層自己集合層は、ＵＶ照射を反射することによってＵＶ照射劣化を最小限に抑えることができるので、いくつかの実施形態では、基材（任意の層を含む）は無機酸化物粒子を含まず、更には、有機コーティング層（例えば、存在する場合にはトップコート）に有機光吸収性又は光安定化化合物を含んでいなくてもよい。
【０１３４】
層の少なくとも一部が、高分子電解質内に分散された、好ましくは高分子電解質に共有結合された有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせを含む、交互積層自己集合によって付着された複数の層を含むことにより、あらゆる基材を光誘発劣化から保護することができる。このことは、屋外使用のための基材及び物品、並びに／又は太陽放射に高レベルで曝露される基材にとって、特に有用である。有機光吸収性化合物、有機光安定化化合物、又はその組み合わせは、地上太陽放射から構成要素を保護するのに加えて、又はその代わりに、ランプなどの光源から放射される光から基材を保護するように選択することができる。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、基材は、衣類、テント、天幕、ブラインドなどの窓のおおい、並びに家具及び自動車の室内装飾材料（例えばオープンカーの屋根）、及び帆などの船舶表面の用途に適した織布又は不織布材料である。
【０１３６】
他の実施形態では、基材は、高い可視光透過率を有する光学フィルム、例えば、光学ディスプレイ用カバー（ガラス又は有機）ポリマー基材、様々な液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及び発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤ）で使用するのに適した（例えば反射）偏光フィルム又は輝度向上フィルムなどである。
【０１３７】
ＵＶ、ＩＲ、及び可視光ミラーなどの高い可視光透過率を有するフィルムはまた、建築用途、温室用途、窓用フィルム、塗料保護フィルム、太陽光発電用途、照明、窓割り製品（即ち、例えば、光を通すように設計された窓、ドア、天窓、又はカーテンウォールなどの、建造物の開口部を充填する製品）、太陽光チューブ製品、及び太陽光を室内に導入するためのその他の昼光照明システム、並びにその他の用途で使用することができる。
【０１３８】
他の実施形態では、本明細書に記載される基材は、業務用グラフィックフィルム（例えば、広告用掲示板、建物外壁、看板、自動車、大量輸送車両等のためのフィルム）、道路標識用フィルム、及び自動車用ラップフィルムなどの保護フィルムで使用することができる。
【０１３９】
いくつかの好ましい実施形態では、本開示の多層光学フィルムは、太陽エネルギーシステムの太陽電池の太陽集光器の広帯域反射体として利用される。
【０１４０】
例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２００９／０２８３１４４号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）に記述されているように、図５は、太陽光集光用ミラーとしての物品２０の一般的な適用を示す。物品２０は、太陽電池２６に近接して位置付けられる、自己集合層１１０を有する多層光学フィルム１３０を含む。物品２０は、太陽３０から電磁放射線２８を受ける。電磁放射線２８の選択帯域幅３２は、太陽電池２６上に反射される。電磁放射線の所望されない帯域幅３４は、物品２０を通過し、太陽電池２６上に反射されない。
【０１４１】
図６は、パラボラ状太陽光集光ミラー１００の形態の本発明の物品を描く、別の一般的な実施形態である。太陽５０からの電磁放射線４２は、パラボラ状太陽光集光ミラー１００によって受信される。好ましい帯域幅４８は、太陽電池４６上に反射されるが、電磁放射線の所望されない帯域幅４４は、パラボラ状太陽光集光ミラー１００を通過し、太陽電池４６上に反射されず、そこで太陽電池の動作効率を改変する可能性がある。物品の形状には、パラボラ状、又は例えば正弦曲線状等その他の湾曲形状を挙げることができる。
【０１４２】
例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２０１２／００１１８５０号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）に記述されているように、例示的な集光型太陽熱発電システム３００が図７に概略的に示されている。集光型太陽熱発電システム３００は、天体追尾機構３２０に接続された広帯域反射体１００を備え、天体追尾機構３２０は、広帯域反射体１００からの直達日射を中空の受容器３３０に向けて整列させることができる。熱伝導流体がポンプ３６０によって中空の受容器３３０を通って循環し、そこで熱伝導流体は集光された太陽放射によって加熱される。次に、加熱された熱伝導流体は、発電機３５０（例えば、蒸気タービン）に向かって方向付けられ、そこで熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。別の実施形態では、熱伝導流体は、発電機の代わりに熱交換器に向かって方向付けられてよく、そこでは熱含有量が液状媒体（例えば、水など）に移され、この液状媒体が蒸気に変換されて、これが発電機を駆動する。
【０１４３】
別の例示的な集光型太陽熱発電システム４００が図８に概略的に示されている。集光型太陽熱発電システム４００は、天体追尾機構４２０に接続されたパラボラ状の槽状広帯域反射体１００を備え、天体追尾機構４２０は、広帯域反射体１００からの直達日射を中空の受容器４３０に向けて整列させることができる。熱伝導流体４４０がポンプ４６０によって中空の受容器４３０を通って循環し、そこで熱伝導流体は集光された太陽放射によって加熱される。次に、加熱された熱伝導流体４４０は加熱システム４５０に向かって方向付けられ、そこで熱エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【０１４４】
中空の受容器は透明であっても不透明であってもよく、典型的には、広帯域反射体によって方向付けられた光及び熱に耐えることができる材料（例えば、金属又はガラス）で作製される必要がある。代表的な熱伝導流体としては、水、水／グリコール混合物、塩水、溶融塩、及び油が挙げられ、典型的には用途要件及びコストに応じて選定される。多くの場合、中空の受容器は、外側の透明な（例えば、ガラス）パイプの内部に配設された、太陽熱吸収材料でコーティングされている内側パイプを備えるが、他の構成を用いることも可能である。いくつかの実施形態では、太陽熱吸収中空受容器を通って流れる加熱された熱伝導流体は、水との間で熱交換して、発電機を駆動する蒸気を作る。
【０１４５】
反射防止表面構造化フィルム又はコーティングを中空受容器の前面に適用すると、集光型太陽熱発電システム出力の更なる強化を達成することができる。フィルム又はコーティングの表面構造は、通常、光の入射角を変え、それによって光が臨界角を超えてポリマー及び中空受容器に入り、内部で反射されて、中空受容器による吸収を高めるようにする。そのような表面構造は、例えば、直線角柱、ピラミッド、円錐、又は円柱構造の形状であり得る。角柱の場合、通常、角柱の頂角は９０度未満（例えば、６０度未満）である。表面構造フィルム又はコーティングの屈折率は、通常、１．５５未満（例えば、１．５０未満）である。これらの反射防止表面構造フィルム又はコーティングは、本質的に紫外線安定性かつ疎水性又は親水性の材料の使用によって、耐性を高め、洗浄を容易にすることができる。反射防止コーティング（例えば、ナノ構造コーティング又は低屈折率コーティング）は、中空受容器の内側のガラス表面に適用されてもよい。反射防止コーティング又はフィルムの耐久性は、無機ナノ粒子の添加によって強化することができる。
【０１４６】
本開示による広帯域反射体はまた、例えば、集中太陽光発電システムにも有用であり得る。例えば、本明細書に開示される広帯域反射体は、約３５０ｎｍ〜約１７５０ｎｍの吸収帯域幅を有する多接合ＧａＡｓセル、又は約４００ｎｍ〜約１１５０ｎｍの吸収帯域幅を有する単結晶シリコン光電池に近接して設置された場合に有用であり得る。いくつかの実施形態では、熱管理装置（例えば、リブ、ピン、又はフィンの形態）を使用して、太陽電池からの熱を消散させてもよい。
【０１４７】
本開示の利点及び実施形態を、以下の実施例によって更に例示するが、これらの実施例において記載される特定の材料及びその量並びにその他の条件及び詳細は、本開示を不当に限定するものとして解釈されるべきではない。特に記載するか又は明らかでない限り、全ての材料は市販されているか、又は当業者に既知である。
【実施例】
【０１４８】
材料
特に記載のない限り、実施例及び本明細書の残りの部分におけるすべての部、百分率、及び比率などは、重量による。特に記載のない限り、すべての化学物質は、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）などの化学物質供給業者から入手されており、あるいは入手可能である。
【０１４９】
以下に記載するのは実施例を通じて使用される材料のリスト、並びのそれらの簡単な説明及び由来である。
【０１５０】
「ＵＶＡ−１」は、ＴＣＩ（東京、日本）から入手した、重合性ＵＶ吸収剤である２−［２−ヒドロキシ−５−［２−（メタクリロイルオキシ）−エチル］フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾールを指す。
【０１５１】
「ＨＡＬＳ−１」は、ＴＣＩ  Ａｍｅｒｉｃａ（Ｐｏｒｔｌａｎｄ，ＯＲ）から入手した、重合性ヒンダードアミン光安定化化合物である１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジルメタクリレートを指す。
【０１５２】
「ＡＡ」は、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手したアクリル酸を指す。
【０１５３】
「ＭＡＰＴＡＣ」は、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手した、メタクリロイルアミノプロピル−トリメチルアンモニウムクロリドの５０％固形分水溶液を指す。
【０１５４】
「ＡＩＢＮ」は、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手した、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオニトリル）を指す。
【０１５５】
「ＤＡＤＭＡＣ」は、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手した、ジアリル−ジメチルアンモニウムクロリドを指す。
【０１５６】
「ＴｉＯ２（＋）」は、Ｕ．Ｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から１５重量％の水中懸濁液として入手した、直径５〜１５ｎｍのカチオン性アナターゼチタニアナノ粒子を指す。
【０１５７】
「ＴｉＯ２（−）」は、Ｔｉｔａｎ  ＰＥ（Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｃｈｉｎａ）から商品名「Ｘ５００」で０．８２重量％の水中懸濁液として入手した、直径８ｎｍ超のアニオン性アナターゼチタニアナノ粒子を指す。
【０１５８】
「ＳｉＯ２」は、特に指定のない限り、Ｎａｌｃｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｎａｐｅｒｖｉｌｌｅ，ＩＬ）から商品名「ＮＡＬＣＯ  ２３２６」で１５重量％の水分散液として入手したシリカナノ粒子（直径５ｎｍ、アンモニウム安定化）を指す。
【０１５９】
「ＩＰＡ」は、ＶＷＲ（Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）から入手した２−プロパノールを指す。
【０１６０】
「ＭｅＯＨ」は、ＶＷＲ（Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）から入手したメタノールを指す。
【０１６１】
「ＨＮＯ３」は、ＶＷＲ（Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）から入手した硝酸を指す。
【０１６２】
「ＰＤＡＤＭＡＣ」は、ＰｏｌｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｗａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＰＡ）から２０重量％の水溶液として入手した、分子量２４０Ｋの正に荷電したポリマーであるポリ（ジアリル−ジメチルアンモニウムクロリド）を指す。
【０１６３】
「ＰＡＡ」は、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から２５重量％の水溶液として入手した、分子量２４０Ｋの負に荷電したポリマーであるポリ（アクリル酸）を指す。
【０１６４】
「ＬＩＱＵＩＮＯＸ（登録商標）」は、ＶＷＲ（Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）から入手した、Ａｌｃｏｎｏｘ，Ｉｎｃ．製の液体実験室用ガラス製品クリーナーを指す。
【０１６５】
調製例１（ＰＥ−１）
１０重量％のＵＶＡ−１を含有するポリ（アクリル酸）（ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）の調製
アクリル酸とＵＶＡ−１とのコポリマーを、まず、磁気攪拌子を備えた２５０ｍＬ三つ口丸底フラスコの中に３．０ｇのＵＶＡ−１を入れることによって調製した。次に、アクリル酸２７．０ｇを加え、次いでＩＰＡ  ７０．０ｇ及びＡＩＢＮ  ０．３ｇを加えた。次いで混合物を室温で５分間攪拌した。水７０．０ｇを攪拌しながら加えた。３回の真空／窒素サイクルでパージすることによって透明溶液から酸素を除去し、最後に、窒素の不活性雰囲気下で６５℃の温度まで加熱した。混合物をこの温度で一晩攪拌した後、室温まで冷却した。最終配合物は約１８．６重量％の固形分を含有し、半透明の外観であった。
【０１６６】
調製例２（ＰＥ−２）
１０重量％のＵＶＡ−１を含有するポリ（メタクリロイルアミノ）プロピル−トリメチルアンモニウムクロリド−コ−ＵＶＡ−１）（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＵＶＡ−１））の調製
メタクリロイルアミノプロピル−トリメチルアンモニウムクロリドとＵＶＡ−１とのコポリマーを、まず、磁気攪拌子を備えた２５０ｍＬ三つ口丸底フラスコの中に３．０ｇのＵＶＡ−１を入れることによって調製した。次に、メタクリロイルアミノプロピル−トリメチルアンモニウムクロリドの５０％水溶液５４．０ｇを加え、次いでメタノール１２０．０ｇ及びＡＩＢＮ  ０．３ｇを加えた。次いで混合物を室温で５分間攪拌した。３回の真空／窒素サイクルでパージすることによって透明溶液から酸素を除去し、最後に、窒素の不活性雰囲気下で６５℃の温度まで加熱した。混合物をこの温度で一晩攪拌した後、室温まで冷却した。最終配合物は約１７．８重量％の固形分を含有し、半透明の分散液であった。
【０１６７】
調製例３（ＰＥ−３）
１０重量％のＨＡＬＳ−１を含有するポリ（（メタクリロイルアミノ）プロピル−トリメチルアンモニウムクロリド−コ−ＨＡＬＳ−１）（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ−１））の調製
メタクリロイルアミノプロピル−トリメチルアンモニウムクロリドとＨＡＬＳ−１とのコポリマーを、まず、磁気攪拌子を備えた２５０ｍＬ三つ口丸底フラスコの中に３．０ｇのＨＡＬＳ−１を入れることによって調製した。次に、メタクリロイルアミノプロピル−トリメチルアンモニウムクロリドの５０％水溶液５４．０ｇを加え、次いでメタノール１２０．０ｇ及びＡＩＢＮ  ０．３ｇを加えた。次いで混合物を室温で５分間攪拌した。３回の真空／窒素サイクルでパージすることによって透明溶液から酸素を除去し、最後に、窒素の不活性雰囲気下で６５℃の温度まで加熱した。混合物をこの温度で一晩攪拌した後、室温まで冷却した。最終配合物は約１８．２重量％の固形分を含有し、半透明の分散液であった。
【０１６８】
コーティング溶液のｐＨの測定方法
コーティングで使用する溶液のｐＨを、ＶＷＲ  ｓｙｍｐＨｏｎｙ（登録商標）ｐＨ計に接続されたＶＷＲ  ｓｙｍｐＨｏｎｙ（登録商標）ラギッドバルブ（rugged bulb）ｐＨ電極を使用して測定した。較正のために標準緩衝液を使用した。
【０１６９】
コーティングの厚み及び屈折率の測定方法
交互積層自己集合コーティングの厚み及び屈折率を、可変角度分光エリプソメーター（Ｍ−２０００ＶＩ（登録商標）、Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．，Ｌｉｎｃｏｌｎ，ＮＥ）を使用して測定した。これらの測定に使用したコーティングを、基材であるガラススライド上に付着させた。厚み測定の前に、コーティングを、かみそりの刃で基材の裏側から除去した。裏側の反射を抑制するために、マット仕上げされているＳｃｏｔｃｈ（登録商標）Ｍａｇｉｃ（商標）テープ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）を基材の裏側に貼付した。３７０〜１６９０ｎｍ、入射角５０°、６０°、及び７０°で偏光解析データを取得した。サンプルを表すために使用した光学モデルは、ガラススライド基材のためのコーシー（Cauchy）層、及び交互積層自己集合コーティングのための別個のコーシー層からなっていた。場合によっては、データへの適合を改善するために、光学モデルに粗面層を付け加えた。粗層は、下層のコーシー材料５０％及び空気５０％からなる（屈折率＝１．００）。厚さの値を、サンプル上の異なる３箇所における測定の平均±１標準偏差として報告する。
【０１７０】
コーティングのＵＶ及び可視光透過率の測定方法
ガラス又は石英スライド上のコーティングのＵＶ及び可視光透過率を、積分球を備えたＬＡＭＢＤＡ  １０５０  ＵＶ／Ｖｉｓ／ＮＩＲ分光計（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ，Ｉｎｃ（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）より入手）で測定した。基材の両面上に存在するコーティングの透過率値を報告する。
【０１７１】
コーティングを調製するための一般的方法
交互積層自己集合コーティングは、ＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ（ｎａｎｏＳｔｒａｔａ  Ｉｎｃ．，Ｔａｌｌａｈａｓｓｅｅ，ＦＬ）浸漬コーティングロボットを使用して作製された。ガラス顕微鏡スライド（ＶＷＲ（Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ））及び石英スライド（ＣｈｅｍＧｌａｓｓ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｖｉｎｅｌａｎｄ，ＮＪ）を、バスソニケーター（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）から入手可能なＢｒａｎｓｏｎ  ３５１０）を使用し、ＬＩＱＵＩＮＯＸ（登録商標）石鹸１％水溶液中で超音波処理により１５分間洗浄した。次にこれらスライドを脱イオン（ＤＩ）水ですすぎ、それぞれ１５分間２回にわたって超音波処理した。
【０１７２】
コーティングプロセスを開始するために、ガラス顕微鏡スライド又は石英スライドをまず、ＰＤＡＤＭＡＣの０．１重量％水溶液に少なくとも１０分間浸漬した。スライドをＤＩ水でよくすすいで、弱く結合しているポリマーを除去した。ＰＤＡＤＭＡＣのほぼ単層を吸着した後で正に荷電された基材を、次に、ポリアニオン（例えばＰＡＡ）溶液に１分間及びポリカチオン（例えばＰＤＡＤＭＡＣ）溶液に１分間交互につけ、荷電されたポリマー又はナノ粒子溶液／懸濁液それぞれの後に３０秒間のすすぎ工程を３回行った。各コーティング及びすすぎ溶液中で基材を約９０ｒｐｍで回転させた。所望回数のコーティングサイクルの後、コーティングを脱イオン水ですすぎ、窒素ガス流下で乾燥させた。
【０１７３】
コーティングは、一般に、（ポリカチオン／ポリアニオン）ｎ又はポリカチオン（ポリアニオン／ポリカチオン）ｎによって表わされ、ｎは付着した「二重層」の数である。「二重層」は、ポリカチオン層とポリアニオン層との組み合わせを指す。ポリカチオン層は、ポリカチオン性ポリマー又はナノ粒子を含むことができる。同様に、ポリアニオン層は、ポリアニオン性ポリマー又はナノ粒子を含むことができる。
【０１７４】
比較例１〜３（ＣＥ−１、ＣＥ−２、ＣＥ−３）
（ＰＤＡＤＭＡＣ／ＰＡＡ）ｎの調製と特性評価
この実施例では、ポリカチオン及びポリアニオンのいずれもＵＶＡを含有しない。ＰＤＡＤＭＡＣを、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で水中２０重量％から０．１重量％に希釈した。ｐＨを測定したところ約４．５であった。ＰＡＡを、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で水中２５重量％から０．１重量％に希釈した。ｐＨを測定したところ約３．５であった。すすぎ水はｐＨを調整していない（ｐＨ約５〜６）ＤＩ水であった。続いて、１０（ＣＥ−１）、２０（ＣＥ−２）、及び３０（ＣＥ−３）の二重層を有するコーティングを、ＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ浸漬コーティングロボットを使用して上述のように作製した。コーティング厚さ並びにＵＶ領域（２９０〜４００ｎｍ）及び可視領域（４００〜７００ｎｍ）における平均透過率を以下の表１に報告する。
【０１７５】
比較例４〜６（ＣＥ−４、ＣＥ−５、ＣＥ−６））
ＰＤＡＤＭＡＣ（ＰＡＡ／ＴｉＯ２（＋））ｎの調製と特性評価
この実施例では、ポリカチオンは、金属酸化物ナノ粒子（即ち、アナターゼ型ＴｉＯ２）であり、ポリアニオンはＰＡＡである。ＴｉＯ２は無機ＵＶ吸収剤であるので、これらコーティングは、ＴｉＯ２により寄与されたＵＶ吸収性を有する。ＰＡＡを、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で水中２５重量％から０．１重量％に希釈した。ｐＨを測定したところ約３．５であり、ＨＮＯ３で３．０に至るまで調整した。水中１５重量％のＴｉＯ２（＋）を、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で０．１重量％に希釈した。ｐＨを測定したところ約３．５であり、ＨＮＯ３で３．０に至るまで調整した。すすぎ水は、ＨＮＯ３でｐＨが３．０に調整されているＤＩ水であった。続いて、１０（ＣＥ−４）、２０（ＣＥ−５）、及び３０（ＣＥ−６）の二重層を有するコーティングを、上述のようにＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ浸漬コーティングロボットを使用して作製した。コーティング厚さ並びにＵＶ領域（２９０〜４００ｎｍ）及び可視領域（４００〜７００ｎｍ）における平均透過率を以下の表１に報告する。
【０１７６】
（実施例１〜３）
ＰＤＡＤＭＡＣ／ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）ｎの調製と特性評価
この実施例では、ポリカチオンはＵＶＡを含有していないが、ポリアニオンは有機ＵＶＡ（ＵＶＡ−１）を含有している。ＰＤＡＤＭＡＣを、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で水中２０重量％から０．１重量％に希釈した。ｐＨを測定したところ約４．５であった。ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）を、１４０ｍＬの体積のＤＩ水でＩＰＡ中１８．６重量％から０．１重量％に希釈し、一晩攪拌し、０．２μｍのポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）濾過膜を通して真空濾過して、澄んだ透明溶液を得た。ｐＨを測定したところ約３．５であった。すすぎ水はｐＨを調整していない（ｐＨ約５〜６）ＤＩ水であった。続いて、１０（ＥＸ１）、２０（ＥＸ２）、及び３０（ＥＸ３）の二重層を有するコーティングを、上述のようにＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ浸漬コーティングロボットを使用してガラススライド上で作製した。コーティング厚さ並びにＵＶ領域（２９０〜４００ｎｍ）及び可視領域（４００〜７００ｎｍ）における平均透過率を以下の表１に報告する。
【０１７７】
（実施例４〜６）
ＰＤＡＤＭＡＣ（ＰＡＡ／ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＵＶＡ−１））ｎの調製と特性評価
この実施例では、ポリカチオンは有機ＵＶＡ（ＵＶＡ−１）を含有しているが、ポリアニオンはＵＶＡを含有していない。ＰＡＡを、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で水中２５重量％から０．１重量％に希釈した。ｐＨを測定したところ約３．５であった。ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＵＶＡ−１）は、ＭｅＯＨ中１７．８重量％の半透明分散液であり、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で０．１重量％まで希釈し、一晩攪拌して、半透明懸濁液を得た。ｐＨを測定したところ約４．５であった。すすぎ水はｐＨを調整していない（ｐＨ約５〜６）ＤＩ水であった。続いて、１０（ＥＸ４）、２０（ＥＸ５）、及び３０（ＥＸ６）の二重層を有するコーティングを、上述のようにＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ浸漬コーティングロボットを使用して作製した。コーティング厚さ並びにＵＶ領域（２９０〜４００ｎｍ）及び可視領域（４００〜７００ｎｍ）における平均透過率を以下の表１に報告する。
【０１７８】
（実施例７〜９）
ＰＤＡＤＭＡＣ（ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）／ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＵＶＡ−１））ｎの調製と特性評価
この実施例では、ポリカチオン及びポリアニオンは共に、有機ＵＶＡ（ＵＶＡ−１）を含有している。ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）を、１４０ｍＬの体積のＤＩ水でＩＰＡ中１８．６重量％から０．１重量％に希釈し、一晩攪拌し、０．２μｍのポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）濾過膜を通して真空濾過して、澄んだ透明溶液を得た。ｐＨを測定したところ約３．５であった。ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＵＶＡ−１）は、ＭｅＯＨ中１７．８重量％の半透明分散液であり、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で０．１重量％まで希釈し、一晩攪拌して、半透明懸濁液を得た。ｐＨを測定したところ約４．５であった。すすぎ水はｐＨを調整していない（ｐＨ約５〜６）ＤＩ水であった。続いて、１０（ＥＸ７）、２０（ＥＸ８）、及び３０（ＥＸ９）の二重層を有するコーティングを、上述のようにＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ浸漬コーティングロボットを使用して作製した。コーティング厚さ並びにＵＶ領域（２９０〜４００ｎｍ）及び可視領域（４００〜７００ｎｍ）における平均透過率を以下の表１に報告する。
【０１７９】
（実施例１０〜１２）
ＰＤＡＤＭＡＣ（ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）／ＴｉＯ２（＋））ｎの調製と特性評価
この例では、ポリカチオンは、金属酸化物ナノ粒子（即ち、アナターゼ型ＴｉＯ２）であり、ポリアニオンは有機ＵＶＡ（ＵＶＡ−１）を含有している。ＴｉＯ２は無機ＵＶ吸収剤でもあり、したがって、これらコーティングは、ＴｉＯ２及びＵＶＡ−１の両方により寄与されたＵＶ吸収性を有する。
【０１８０】
ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）を、１４０ｍＬの体積のＤＩ水でＩＰＡ中１８．６重量％から０．１重量％に希釈し、一晩攪拌し、０．２μｍのポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）濾過膜を通して真空濾過して、澄んだ透明溶液を得た。ｐＨを測定したところ約３．５であり、ＨＮＯ３で３．０に至るまで調整した。水中１５重量％のＴｉＯ２（＋）を、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で０．１重量％に希釈し、１時間にわたり攪拌した。ｐＨを測定したところ約３．５であり、ＨＮＯ３で３．０に至るまで調整した。すすぎ水は、ＨＮＯ３でｐＨが３．０に調整されているＤＩ水であった。続いて、１０（ＥＸ１０）、２０（ＥＸ１１）、及び３０（ＥＸ１２）の二重層を有するコーティングを、上述のようにＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ浸漬コーティングロボットを使用して作製した。コーティング厚さ並びにＵＶ領域（２９０〜４００ｎｍ）及び可視領域（４００〜７００ｎｍ）における平均透過率を以下の表１に報告する。
【０１８１】
比較例７（ＣＥ−７）
この比較例は、
３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な厚さ２ミル（０．０５ｍｍ）のＰＥＴである。
【０１８２】
（実施例１３）（ＥＸ１３）
ＰＥＴフィルム基材上の（ＰＤＡＤＭＡＣ／ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）３０の調製と特性評価
この実施例は実施例３と同じコーティング配合物を有するが、コーティングは、ガラススライドの代わりにＰＥＴフィルム（即ち有機基材）上に付着される。
【０１８３】
この実施例では、ポリカチオンはＵＶＡを含有していないが、ポリアニオンは有機ＵＶＡ（ＵＶＡ−１）を含有している。ＰＤＡＤＭＡＣを、１４０ｍＬの体積のＤＩ水で水中２０重量％から０．１重量％に希釈した。ｐＨを測定したところ約４．５であった。ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１）を、１４０ｍＬの体積のＤＩ水でＩＰＡ中１８．６重量％から０．１重量％に希釈し、一晩攪拌し、０．２μｍのポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）濾過膜を通して真空濾過して、澄んだ透明溶液を得た。ｐＨを測定したところ約３．５であった。すすぎ水はｐＨを調整していない（ｐＨ約５〜６）ＤＩ水であった。基材は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な厚さ２ミル（０．０５ｍｍ）のＰＥＴ片であった。ＰＥＴをＩＰＡですすぎ、続いてＤＩ  Ｈ２Ｏですすぎ、その後窒素ガス流で乾燥させた。次に、ＰＥＴの両面に、ＢＤ−２０ＡＣ実験用コロナ処理機（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｔｅｃｈｎｉｃ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．（Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）より入手可能）を使用して、片面当たり約３０秒ずつエアコロナ処理を施して、基材にわずかな負電荷を付与して、水性コーティング溶液の濡れ性を改善した。３０の二重層（ＥＸ１３）を有するコーティングを、上述のようにＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ浸漬コーティングロボットを使用して、ＰＥＴ上に付着させた。
【０１８４】
ＵＶ領域（２９０〜４００ｎｍ）及び可視領域（４００〜７００ｎｍ）における平均透過率を以下の表１に報告する。
【０１８５】
【表１】
2016522106.tif 000018
【０１８６】
実施例１〜１３は、実施例１と同じ又は同様の方法で、有機材料を含む基材上にコーティングされ得る。他の光透過性基材の透過特性は、ガラスでの特性と同じ又は同様である。
【０１８７】
（実施例１４）
ＰＤＡＤＭＡＣ（ＴｉＯ２（−）／ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ））ｎの調製と特性評価
この実施例では、ポリアニオンは、金属酸化物ナノ粒子（即ち、アナターゼ型ＴｉＯ２）であり、ポリカチオンは有機光安定剤（即ち、ヒンダードアミン系光安定剤（ＨＡＬＳ））を含有している。
【０１８８】
ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ−１）を、１４０ｍＬの体積のＤＩ水でメタノール中１８．２重量％から０．１重量％に希釈し、一晩攪拌し、０．２μｍのポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）濾過膜を通して真空濾過して、澄んだ透明溶液を得た。ｐＨをＮａＯＨで１０．０に調整した。０．８２重量％のＴｉＯ２（−）（ＴｉｔａｎＰＥ（Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｃｈｉｎａ）から商品名「Ｘ５００」で入手可能）は未希釈のまま使用した。ｐＨを測定したところ約９．７であり、調整しなかった。すすぎ水は、ＮａＯＨでｐＨが１０．０に調整されているＤＩ水であった。１５の二重層を有するコーティングを、上述のようにＳｔｒａｔｏＳｅｑｕｅｎｃｅ  ＶＩ浸漬コーティングロボットを使用して作製した。コーティング厚さを測定したところ約９８ｎｍであり、表面粗さは８ｎｍであり、コーティング屈折率を、上記「コーティングの厚さ及び屈折率の測定方法」により測定したところ、６３３ｎｍの波長において約１．７７であった。
【０１８９】
（実施例１５）
ＵＶ吸収剤及び／又はＨＡＬＳを含有するＵＶ反射コーティングの調製
所望波長の光を選択的に反射するマルチスタックオプティカルコートを作製することができる。マルチスタックオプティカルコートは、高屈折率スタック（「Ｈ」と表わす）と低屈折率スタック（「Ｌ」と表わす）を交互に含む。
【０１９０】
高屈折率スタックは、ＴｉＯ２をポリアニオン又はポリカチオンのいずれかとして使用して付着させることができる。一実施形態において、高屈折率スタックは、（ＴｉＯ２（＋）／ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１））ｎと表わされる複数の二重層を含む。別の実施形態では、高屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ−１）／ＴｉＯ２（−））ｎと表わされる複数の二重層を含む。二重層の数ｎは、スタックの光学厚さ（即ち物理的厚さに屈折率を乗算したもの）が、反射される所望の波長の約１／４となるように選択される。
【０１９１】
低屈折率スタックは、ＳｉＯ２をポリアニオンとして使用して付着させることができる。一実施形態において、低屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＵＶＡ−１）／ＳｉＯ２）ｎと表わされる複数の二重層を含む。別の実施形態では、低屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ−１）／ＳｉＯ２）ｎと表わされる複数の二重層を含む。二重層の数ｎは、スタックの光学厚さ（即ち物理的厚さに屈折率を乗算したもの）が、反射される所望の波長の約１／４となるように選択される。
【０１９２】
ＵＶ反射コーティングに関しては、コーティングは、２９０〜４００ｎｍの帯域幅の光を反射しなければならない。したがって、低及び高屈折率スタックの光学厚さは共に、７２．５〜１００ｎｍの範囲となる。
【０１９３】
（実施例１６）
ＵＶ吸収剤及び／又はＨＡＬＳを含有する青色光反射コーティングの調製。
所望波長の光を選択的に反射するマルチスタックオプティカルコートを作製することができる。マルチスタックオプティカルコートは、高屈折率スタック（「Ｈ」と表わす）と低屈折率スタック（「Ｌ」と表わす）とを交互に含む。
【０１９４】
高屈折率スタックは、ＴｉＯ２をポリアニオン又はポリカチオンのいずれかとして使用して付着させることができる。一実施形態において、高屈折率スタックは、（ＴｉＯ２（＋）／ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１））ｎと表わされる複数の二重層を含む。別の実施形態では、高屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ−１）／ＴｉＯ２（−））ｎと表わされる複数の二重層を含む。二重層の数ｎは、スタックの光学厚さ（即ち物理的厚さに屈折率を乗算したもの）が、反射される所望の波長の約１／４となるように選択される。
【０１９５】
低屈折率スタックは、ＳｉＯ２をポリアニオンとして使用して付着させることができる。一実施形態において、低屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＵＶＡ−１）／ＳｉＯ２）ｎと表わされる複数の二重層を含む。別の実施形態では、低屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ−１）／ＳｉＯ２）ｎと表わされる複数の二重層を含む。二重層の数ｎは、スタックの光学厚さ（即ち物理的厚さに屈折率を乗算したもの）が、反射される所望の波長の約１／４となるように選択される。
【０１９６】
青色光反射コーティングに関しては、コーティングは、約４００〜５００ｎｍの帯域幅の光を反射しなければならない。したがって、低及び高屈折率スタックの光学厚さは共に、１００〜１２５ｎｍの範囲となる。
【０１９７】
（実施例１７）
ＵＶ吸収剤及び／又はＨＡＬＳを含有する近赤外（ＮＩＲ）反射コーティングの調製。
所望波長の光を選択的に反射するマルチスタックオプティカルコートを作製することができる。マルチスタックオプティカルコートは、高屈折率スタック（「Ｈ」と表わす）と低屈折率スタック（「Ｌ」と表わす）を交互に含む。
【０１９８】
高屈折率スタックは、ＴｉＯ２をポリアニオン又はポリカチオンのいずれかとして使用して付着させることができる。一実施形態において、高屈折率スタックは、（ＴｉＯ２（＋）／ポリ（ＡＡ−コ−ＵＶＡ−１））ｎと表わされる複数の二重層を含む。別の実施形態では、高屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ−１）／ＴｉＯ２（−））ｎと表わされる複数の二重層を含む。二重層の数ｎは、スタックの光学厚さ（即ち物理的厚さに屈折率を乗算したもの）が、反射される所望の波長の約１／４となるように選択される。
【０１９９】
低屈折率スタックは、ＳｉＯ２をポリアニオンとして使用して付着させることができる。一実施形態において、低屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＵＶＡ−１）／ＳｉＯ２）ｎと表わされる複数の二重層を含む。別の実施形態では、低屈折率スタックは、（ポリ（ＭＡＰＴＡＣ−コ−ＨＡＬＳ−１）／ＳｉＯ２）ｎと表わされる複数の二重層を含む。二重層の数ｎは、スタックの光学厚さ（即ち物理的厚さに屈折率を乗算したもの）が、反射される所望の波長の約１／４となるように選択される。
【０２００】
ＮＩＲ反射コーティングに関しては、コーティングは、約７５０〜１４００の帯域幅の光を反射しなければならない。したがって、低及び高屈折率スタックの光学厚さは共に、１８７．５〜３５０ｎｍの範囲となる。
【図１】
2016522106.tif 000019
【図２】
2016522106.tif 000020
【図３】
2016522106.tif 000021
【図４】
2016522106.tif 000022
【図４Ａ】
2016522106.tif 000023
【図４Ｂ】
2016522106.tif 000024
【図５】
2016522106.tif 000025
【図６】
2016522106.tif 000026
【図７】
2016522106.tif 000027
【図８】
2016522106.tif 000028
【国際調査報告】
2016522106.tif 000029
2016522106.tif 000030
2016522106.tif 000031