(57)【要約】  酸化を受けやすい赤外線反射性金属層が外面上に設けられたポリマー基材を含む光学製品は開示される。この光学製品には、化学気相成長を使用して前記赤外線反射性金属層上に直接堆積された１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物を含む保護コーティングがさらに設けられる。光学製品には、前記保護コーティング上に堆積された複合材顔料コーティングがさらに設けられており、これは少なくとも第一の層及び第二の層を含み、それらの層の少なくとも１つは第一の顔料を含み、前記第一の層及び第二の層の各層は結合基構成要素を含み、各結合基構成要素は一緒になって相補的な結合基対を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）酸化を受けやすい赤外線反射性金属層が外面上に設けられたポリマー基材、
ｂ）化学又は物理気相成長を使用して前記赤外線反射性金属層上に直接堆積された、１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物を含む保護コーティング、及び
ｃ）前記保護コーティング上に堆積された複合材顔料コーティングであって、少なくとも第一の層及び第二の層を含み、それらの層の少なくとも１つの層は第一の顔料を含み、前記第一の層及び前記第二の層のそれぞれは結合基構成要素を含み、これらが一緒になって相補的な結合基対を形成する、複合材顔料コーティング、
を含む、光学製品。
【請求項２】
前記ポリマー基材はポリエチレンテレフタレートフィルムを含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項３】
前記赤外線反射性金属層はアルミニウムを含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項４】
前記赤外線反射性金属層は約５〜約１２０ナノメートルの厚さを有する、請求項１記載の光学製品。
【請求項５】
前記赤外線反射性金属層が設けられたポリマー基材は、前記保護コーティングが前記赤外線反射性金属層上に堆積される前に、少なくとも７０％の可視光線透過率を示す、請求項１記載の光学製品。
【請求項６】
前記１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物はケイ素、インジウム、スズ、チタン、クロム、ビスマス又は亜鉛の酸化物又は窒化物を含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項７】
前記１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物はシリカを含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項８】
前記保護コーティングは５ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さを有する、請求項１記載の光学製品。
【請求項９】
前記複合材顔料コーティングは５ｎｍ〜３００ｎｍの合計厚を有する、請求項１記載の光学製品。
【請求項１０】
前記第一の顔料は、その表面に結合基構成要素を備えている、請求項１記載の光学製品。
【請求項１１】
前記第一の顔料はカーボンブラックを含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項１２】
前記複合材顔料コーティングは、前記第一の顔料との組み合わせにおいて前記光学製品の知覚色に相加的な効果を提供する第二の顔料を含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項１３】
乗物に適用される窓フィルムの形態の請求項１記載の光学製品。
【請求項１４】
前記乗物は自動車、航空機又はボートである、請求項１２記載の光学製品。
【請求項１５】
前記光学製品はラミネート化ガラスのための複合材インターレイヤである、請求項２記載の光学製品。
【請求項１６】
前記複合材顔料コーティングの前記第一の層及び前記第二の層の少なくとも一方は水溶液から形成される、請求項１記載の光学製品。
【請求項１７】
ａ）酸化を受けやすい金属層が外面上に設けられたポリエチレンテレフタレートフィルム、
ｂ）化学気相成長を使用して前記金属層上に直接堆積されたシリカ、及び、
ｃ）前記シリカ上に堆積され、少なくとも第一の層及び第二の層を含み、それらの層の少なくとも１つの層は第一の顔料を含み、前記第一の層及び前記第二の層のそれぞれは結合基構成要素を含み、これらが一緒になって相補的な結合基対を形成する、複合材顔料コーティング、
を含む、着色窓フィルム。
【請求項１８】
前記光学製品は７０％以上の可視光線透過率を有する、請求項１６記載の光学製品。
【請求項１９】
前記光学製品は８０％以上の可視光線透過率を有する、請求項１６記載の光学製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、広義には、例えば、自動車及び建築用窓用途で使用される光学製品、及びそれらの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、１つ以上の金属層、保護層及び顔料入り複合材コーティングを有する赤外線拒絶性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
建物又は乗物の窓を通る赤外線、可視光線及び紫外線の透過率を低減するために、当該技術分野は平面又は湾曲した窓に接着できる様々な異なる製品を開発してきた。しばしば太陽光制御性フィルム又はシートと呼ばれる製品は、窓の太陽光エネルギーの透過、反射及び吸収を変化させる。最も一般的な機能は、太陽熱の獲得を減らし、それにより快適性を改善し、建築構造物又は乗物内の冷却負荷を減らすことである。
【０００３】
多くの太陽光制御性フィルムは、アルミニウム、銅又は銀などの赤外線反射性金属を薄膜層として使用し、赤外線波長での反射レベルをこれらの層で増加させ、少なくともある程度スペクトル選択的にする。しかしながら、そのような薄い金属層は、特に塩の存在下で、塩基性又は酸性条件下で急速酸化を受ける。これらの層に水性技術を使用して追加の層が適用されているならば、これは特に問題である。このような層の性能を向上させ、一方で、酸化から層を保護するために、様々な方法が使用されてきた。
【０００４】
米国特許第５，９５６，１７５号明細書は、金属の薄い光学透明層、近赤外線エネルギー吸収性材料の光学透明層、及び、近赤外線エネルギー吸収性材料及び金属の上にありかつ保護する保護材料の透明層を有する透明基材を含む太陽光制御性窓フィルムを記載している。
【０００５】
米国特許第６，９２９，８６４号明細書は、フィルムが伸長可能な可視光透過性及び赤外線反射性であるような厚さの架橋ポリマースペーシング層によって分離された第一及び第二の金属又は金属合金層を含むフィルムを開示している。フィルムは、金属又は金属合金層が損傷したり又は歪んだりする可能性を減らして、グレージング（特に非平面の乗物安全グレージング）に接合又はラミネート化されうる。
【０００６】
米国特許第７，６５９，００２号明細書は、少なくとも１つの吸収層を含む低放射率スタックを開示している。低放射率コーティングは、基材から外側に向かって、順に、第一の誘電体層、第一のＡｇ層、第一のバリア層、第一の吸収層、第二の誘電体層、第二のＡｇ層、第二の吸収層、第三の誘電体層、及び、場合により、トップコート層を含む。そのようなコーティングを基材上に堆積させる方法も開示されている。
【０００７】
米国特許第７，９５１，４７３号明細書は、耐久性が改善された光学コーティングを開示しており、該コーティングは、耐久性向上層、核形成層及び赤外線反射層を含む。この特許は、耐久性が向上した薄膜層の製造方法も開示している。
【０００８】
米国特許出願公開第２０１４／０２４２３２１号[整理番号８５８８０]明細書（本願と共通の譲受人を有し、本開示が参照により本明細書に組み込まれる）は、橋掛けフィルムを調製するための方法及び材料を開示している。１つの態様において、橋掛けフィルムは非多孔質であり、隣接する多孔質フィルムを保護するのに適している。例えば、橋掛けフィルムは多孔質フィルムに接触し、多孔質フィルムの細孔への気体及び/又は液体の移動から多孔質フィルムを保護する。別の例において、橋掛けフィルムは多孔質フィルムを摩耗から保護する。
【０００９】
米国特許出願公開第２０１５／０２８５９５６号明細書は多層光学フィルムの製造方法を開示している。１つの実施形態において、この方法は、多層光学フィルムを提供し、該多層光学フィルム上にナノ粒子、ポリマー及びそれらの組み合わせのレイヤバイレイヤ（layer-by-layer）による自己組織化によって堆積された複数の層を配置することを含む。多層光学フィルムは、典型的に、低屈折率層と高屈折率層の複数の交互ポリマー層を含み、紫外線から近赤外線までの範囲の電磁線の少なくとも1つの帯域幅で反射する。多層光学フィルム上に配置された複数の層を含む多層光学フィルム物品も開示され、ここで、複数の層は、レイヤバイレイヤによる自己組織化されたナノ粒子、ポリマー及びそれらの組み合わせを含む。
【００１０】
米国特許出願公開第２０１６／０１６８０３５号明細書は、ポリマー基材と、規定の耐摩耗性及び透過性を有するハードコートとを含む、窓フィルム及びエレクトロニクスディスプレイなどの製品で使用するための光学製品を開示している。ハードコートは酸化ケイ素を含むことができる。
【００１１】
米国特許第５，０７１，２０６号明細書は、誘電スペーサ層及び場合により境界層に直接隣接する銀などのスパッタ蒸着金属の３つ以上の透明層を有するファブリペローサンドイッチ干渉フィルタを使用する、太陽熱制御用の視覚的に透明な色補正された赤外線反射性フィルムを開示している。この文献は、このタイプの特定の先行技術製品が強い色かぶりを示す可能性があることを認めている。
【００１２】
色補正は、典型的に、有機染料の使用により、太陽光制御性フィルムなどの光学製品になされてきた。より具体的には、ポリエステルから染色フィルムを製造するための現在の商業実施法は、膨潤ポリエステル（特にＰＥＴ）フィルムが有機染料を吸収できるため、染色法の間にエチレングリコールなどの高温有機溶媒の浴中で基材の分子構造を膨潤させることを含む。これらのフィルム及びその製造方法には多くの欠点がある。
【００１３】
第一に、基材は有機溶媒及び高温への曝露を必要とし、それは、環境有害性及び原料溶媒の貯蔵及び生じた廃棄物の処分に関連する費用などの機械的及び化学的課題を提示する。さらに、膨張した基材は、下流での伸張を回避するために特別な取り扱いが必要であり、それにより生産歩留まりが低下する。次に、乾燥後の基材フィルム中の高いポリエステル処理温度及び残留溶媒により、下流での基材の使用及び処理が制限され、その結果、そのような染色フィルムの潜在的な最終使用用途が制限される。プロセスの面では、既存の方法では大体積の染料浴を使用しており、そのことは商業生産での迅速な色の変化を困難にする。最後に、限られた数の有機染料のみが熱溶媒膨潤媒体中に溶解しそして安定であり、それらの多くは、窓フィルム用途で使用されるときに基材が受ける高エネルギー放射線（４００ｎｍ未満の波長）による劣化を受けやすく、これにより、製品の耐用寿命が短くなる。
【００１４】
これらの欠点に対処するために、幾つかのフィルム製造業者は、ポリマーフィルムを着色するためにベースポリマーフィルムの表面上に顔料層を使用することに移行してきた。例えば、米国公開出願第２００５／００１９５５０Ａ１号明細書は、配向熱可塑性ポリマー材料の少なくとも１つの層を有する単層又は多層コアを含む色安定性の顔料入り光学体を記載しており、前記配向熱可塑性ポリマー材料は粒子顔料をその中に分散している。このような製品は、無数の処理及び性能の欠点がある。例えば、このタイプの層は、典型的に、薄膜として適用され、比較的高い顔料濃度を使用して、例えば、５０％未満の可視領域における電磁エネルギー透過率（又はＴvis）などの比較的高い所望のレベルの暗色化の自動車窓フィルムで、所望の色合いレベルを達成することができる。これらの高顔料濃度は、薄層内に均一に分散するのが難しいことがある。より一般的に、顔料層は、比較的中程度、低レベル、さらには最小レベルの所望の暗色化の用途（例えば、建築窓フィルム）でさえ、より大きなヘイズ及び透明度の低下に悩まされることがある。
【００１５】
米国特許第９，４５３，９４９号明細書は、特に自動車及び建築窓フィルム用に有用な電磁エネルギー吸収性光学製品を開示している。電磁エネルギー吸収性光学製品は、ポリマー基材と、相補的な結合基対を一緒に形成する結合基構成要素をそれぞれ含む、第一の層及び第二の層を含む複合材コーティングを含む。層の１つには、顔料であることができる電磁エネルギー吸収性粒子を備えていることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
それにもかかわらず、現在の市販の窓フィルム、ならびに自動車の窓及び乗物の着色及び／又は保護フィルムであって、酸化に耐性があり、周囲温度及び圧力で機能することができる環境に優しい水性の着色法により製造可能な顔料コーティング層の適用を可能にするフィルムのヘイズ、透明度、表面均一性、ＵＶ安定性及び製品寿命の要求を満たす赤外線拒絶性光学製品の継続的な必要性が当該技術に存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
発明の概要
１つの態様において、本発明は、酸化を受けやすい赤外線反射性金属層が外面上に設けられたポリマー基材を含む窓フィルムなどの光学製品に関する。光学製品は、物理又は化学気相成長を使用して赤外線反射性金属層上に直接堆積された１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物を含む保護コーティングをさらに含む。光学製品は、保護コーティング上に堆積された複合材顔料コーティングをさらに備え、その複合材顔料コーティングは少なくとも第一の層及び第二の層を含み、そのうちの少なくとも1つの層は第一の顔料を含む。さらに前記第一の層及び第二の層はそれぞれが結合基構成要素を含み、これらの結合基構成要素が一緒になって相補的な結合基対を形成する。
【００１８】
本発明のさらなる態様は本明細書に開示され及び請求されているとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
図面の簡単な説明
本発明は、添付の図面を参照して以下にさらに詳細に記載され、図面全体を通して同様の参照番号は同様の要素を示す。
【００２０】
【図１】図１は本発明の光学製品の実施形態の概略断面図である。
【００２１】
【図２】図２は、本発明の複合材コーティングの有無による対象フィルムの％透過率のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
詳細な説明
したがって、本発明は、酸化を受けやすい１つ以上の金属又は金属合金層（以下、便宜上単に「金属層」と記載されることがある）を備えた、ポリマー基材、例えば、ＰＥＴ又はＰＶＢを含む窓フィルムなどの光学製品に関する。この光学製品は、物理又は化学気相成長を使用して、前記１つ以上の金属又は金属合金層に隣接する（すなわち、その上に直接堆積された）金属酸化物又は金属窒化物保護コーティング層をさらに含む。この光学製品は、前記保護コーティング上に堆積された複数のレイヤバイレイヤ（ＬｂＬ）のバイレイヤを含む複合材顔料コーティングをさらに含む。それらの層の少なくとも1つの層は顔料であるか、又はその中に顔料が組み込まれている。本明細書に記載される各層は、各層が接触する可能性のある隣接層を記載する目的で、第一の面と第二の面の２つの面を有すると理解することができる。
【００２３】
ここで縮尺通りではない概略図である図１を参照すると、１つの実施形態において、本発明は、一般に、窓フィルム１０などの光学製品に関する。窓フィルム１０は、酸化を受けやすい少なくとも１つの金属又は金属合金層３５を１つの面に備えたポリマー基材１５、例えばＰＥＴ又はＰＶＢを含む。光学製品は、物理又は化学気相成長を使用して、１つ以上の金属又は金属合金層の１つの面に隣接する、すなわちその上に直接堆積された金属酸化物又は金属窒化物保護コーティング層４０をさらに含む。製品は、保護コーティング上に堆積された複数のレイヤバイレイヤ（ＬｂＬ）バイレイヤ２０、２０’を含む複合材顔料コーティング５０をさらに含み、それらの層の少なくとも１つは顔料であるか、又はその中に顔料が組み込まれている。本発明のバイレイヤ２０、２０'のそれぞれは、第一の層２５、２５'及び第二の層３０、３０'をさらに含む。外装又は内装窓フィルムとして使用するときに、基材は、その底部に、基材を窓に接着するための接着剤５をさらに備えていることができる。
【００２４】
複合材顔料コーティングと金属層との間の酸化ケイ素保護コーティング層は、ＬｂＬコーティング適用プロセス中に、金属層を化学的攻撃、特に酸化から保護し、１つ以上の追加機能、例えば、１/８波又は１／４波挙動、ＩＲ反射、ＩＲ吸収、可視光反射又は透過、又は、増加したＩＲ拒絶又は反射による可視光透過性の低減を提供することができることを発見した。本発明は、例えば、アルミニウムなどの金属で金属化された基材に色を付与するＬｂＬコーティングを適用するのに有用であり、該金属化された基材は、さもなければ後続のＬｂＬコーティング条件下で急速な酸化の危険がある。
【００２５】
従来の窓フィルム製品は、金属化フィルムの赤外線性能と、染色されたＰＥＴの目に見える色合いを組み合わせることができる。対照的に、本発明によれば、酸化を受けやすい金属化フィルムを提供し、染色されたＰＥＴ基材を必要とするのではなく、レイヤバイレイヤ堆積を使用してカスタムカラーを適用する。１つ以上の金属層とＬｂＬ層との間に保護層を設けることにより、ＬｂＬプロセス中に金属層を酸化から保護するために金属層をさらに準備する必要なく、直接堆積することが可能になる。
【００２６】
したがって、本発明の光学製品は、典型的には窓の内面又は外面、好ましくは内面に適用されるフィルムであることができる。これらのフィルムは、フィルムを構成する各層と同様に、２つの面を有すると理解される。本開示の目的で、本明細書で使用されるＩＲエネルギーは、一般に、約７００ｎｍを超える波長の長波長ＩＲ線であると理解されることも認識されるべきである。
【００２７】
外装又は内装用の窓フィルムとして使用されるときに、基材は、その底部に、基材を窓に接着するための手段をさらに備えることができる。したがって、光学製品は、基材上に設けられた接着剤層を有することができる。接着層は、基材を窓に接着するのに適したいかなる接着剤を含むこともできる。窓に接着されるときに、感圧接着剤は好ましく、アクリル系接着剤は特に好ましい。Loctite Duro-Tak 109A（ヘンケルから入手可能）は、そのような接着剤の例である。接着剤層はまた、それに取り付けられた剥離ライナーも有することができる。剥離ライナーは、粘着性接着層に対して剥離効果を有利に提供する。描かれた実施形態における剥離ライナーは、ベース基材上に接着剤層を残して接着剤層から剥離され得るシリコーン剥離コーティングを有する任意のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを含むことができる。あるいは、接着層及び剥離層は、ポリプロピレンライナーを備えた透明で歪みのない接着剤を含むことができる。
【００２８】
本発明は、ポリマー基材、好ましくはポリエステルなどの熱可塑性材料、好ましくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成されたフィルムを含む。適切なＰＥＴフィルムは、例えば、Ｍｕｌｉｎｅｘ４５４又はＬＪＸ１１２の名称でデュポン帝人フィルムから市販されている。ポリマー基材を形成するための他の適切な熱可塑性材料としては、例えば、ポリビニルブチラール、ポリアクリル、ポリイミド、ナイロンなどのポリアミド、及び、ポリエチレン、ポリプロピレンなどポリオレフィンが挙げられる。ポリマー基材は、ＵＶ吸収剤、安定剤、フィラー、潤滑剤などの従来の添加剤を含むことができ、そこにブレンドされるか又はその上にコーティングされる。好ましくは、ポリマー基材は透明であり、それは一般に、それを通して物体、しるし、言葉などを視覚的に知覚する能力を含意する。
【００２９】
ポリマー基材は、最も広い意味で、光学製品部品として有用であるとして当該技術分野で知られているいかなる基材であってもよい。適切なポリマー基材は、典型的には、可撓性熱可塑性ポリマーフィルム、より具体的には、例えば、約１０μ〜約４００μ、又は１５μ〜３００μ、又は２０μ〜２５０μの厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、又は、好ましくは０．０１〜１ｍｍ、又は０．０５〜０．５ｍｍ、又は０．１ｍｍ〜０．４５ｍｍ、より好ましくは１５〜３０ミルの厚さのポリビニルブチラール（ＰＶＢ）フィルムである。染料を使用する窓フィルムは様々な欠点を示すため、ポリマー基材は、好ましくは、染色されていない透明なポリエチレンテレフタレートフィルムである。「染色されていない」という用語は、原料フィルムに認識可能な色がないことを意味し、少量で存在し、フィルムの外観に影響を与えることを意図していないＵＶ遮断剤などの添加剤の存在を排除することは意図されない。ポリマー基材は、可撓性ポリウレタン又は可撓性ポリ（塩化ビニル）フィルムであることもでき、又は、例えば米国特許第８，７６５，２６３号明細書（その開示を参照によって本明細書に取り込む）に記載されているようなポリウレタン系多層複合材フィルムなどの可撓性多層ポリマー複合材フィルムであることができる。
【００３０】
ポリマー基材は、所望の特性を付与するために当該技術分野で知られている添加剤をさらに含むことができる。例としては、ベンゾトリアゾール、ヒドロキシベンゾフェノン又はトリアジンなどの紫外線（ＵＶ）吸収性材料が挙げられる。ＵＶ吸収性添加剤が組み込まれた有用なポリマー基材は、米国特許第６，２２１，１１２号明細書に記載されており、それを参照により本明細書に取り込む。
【００３１】
ポリマー基材がＰＥＴなどの可撓性ポリマーフィルムである１つの実施形態において、光学製品は窓フィルムであることができる。当該技術分野で周知のように、従来の窓フィルムは、例えば、製品の最終使用市場用途などの様々な要因に基づいて選択される電磁エネルギー透過率又は反射率のレベルを用いて設計及び製造される。幾つかの設定において、望ましい光学特性としては、熱（赤外線波長）の最大拒絶（反射）が挙げられ、透過又は反射される可視光の量にはあまり注意が払われない。他の用途において、例えばTvisが７０％以上であることを規制が要求することがある自動車のフロントガラスにおいて、政府の規制を満たすために、特定の程度の可視光線透過率を達成しなければならない。
【００３２】
可視光透過率（ＶＬＴ又はＴvis）は、窓フィルム／ガラス系を透過する全可視光の割合である。数値が小さいほど、透過する可視光は少なくなる。それはCIE Standard Observer（CIE 1924 1931）及びD65昼間光を使用して計算できる。本開示の光学製品は、放射率及び所望の透明度に応じて、例えば約１％未満、約２％〜約５％、約２５％〜約５０％、約２８．５％〜約４７％、約３０％〜約４５％、約２８．５％、約４７％、約５５％、約７０％以下、又は約７５％以下、又は約９０％以下の広範囲のＶＬＴ値内の可視光透過率を有することができる。
【００３３】
他の実施形態において、本発明の光学製品は、５０％以下、又は４５％以下、又は４０％以下の可視光線透過率（Ｔvis又はＶＬＴ）を有することができる。このようなレベルの可視光線透過率は、サイドライトなどの特定の自動車最終使用用途で高レベルの暗色化を伴う窓フィルムでしばしば望まれる。
【００３４】
別の実施形態において、本発明の光学製品は、８０〜８５％の可視光透過率又はＴvisを有する。このようなレベルの可視光線透過率は、しばしば、比較的中程度から低レベルの暗色化（典型的に、赤外線吸収も伴う）を備えた窓フィルムで、フロントガラスなどの特定の自動車最終使用用途で（政府規制で許可されている範囲）望まれる。さらに別の実施形態において、本発明の光学製品は、８５％以上、又は８８％以上、又は９０％以上の可視光線透過率又はＴvisを有する。このようなレベルの可視光線透過率は、しばしば、低レベルから最小レベルの暗色化を伴う窓フィルムで特定の建築最終使用用途で望まれる。
【００３５】
本発明によれば、これらの様々なレベルの可視光透過率は、金属層及び複合材顔料コーティングにより達成される可視光透過率の低減の組み合わせにより達成されうる。次いで、１つの態様において、これらの層のいずれか又は両方は、所望の又は達成される可視光透過率の減少により機能的に説明されうる。
【００３６】
窓フィルムは、窓フィルム技術の当業者に知られている１つ以上の金属又は金属合金層、保護コーティング層及び複合材顔料コーティング以外の層又はコーティングを場合により含むことができる。例えば、コーティングは、本明細書に記載されるように、接着層、保護剥離ライナーなどを含むことができる。そのような層又はコーティングは、ポリマー基材の構成要素であることができる。さらに、ポリマー基材は、ラミネート化構造又は多層構造であることができる。
【００３７】
１つの実施形態において、光学製品は、ラミネート化ガラスのためのインターレイヤである。この実施形態において、ポリマー基材は、この目的で当該技術分野で知られているフィルム形成材料から形成され、例えば可塑化ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエチレン、エチルビニルアセテートなどが挙げられる。インターレイヤに好ましいフィルム形成材料は、Eastman Chemical Companyから市販されている製品、SAFLEX（登録商標）PVBインターレイヤで使用されているような可塑化ＰＶＢである。この実施形態において、複合材コーティングは、ポリマー基材の少なくとも１つの表面上に形成されうる。
【００３８】
ポリマー基材がＰＥＴなどの可撓性ポリマーフィルムである実施形態において、光学製品は、少なくとも１つの安全フィルム又はインターレイヤを含むラミネート化ガラスのための複合材インターレイヤであることができる。安全フィルムは、この目的のために当該技術分野で知られているフィルム形成材料から形成することができ、例えば、可塑化ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエチレン、エチルビニルアセテートなどが挙げられる。安全フィルムは、Eastman Chemical CompanyからSAFLEX（登録商標）PVBインターレイヤとして市販されている可塑化ＰＶＢフィルム又はインターレイヤであることができる。複合材インターレイヤは、ポリマー基材をカプセル化するように、２つの安全フィルム又は１つのフィルム層及びＰＶＢコーティングなどの1つのコーティング層を含むことができる。この一般的なタイプの複合インターレイヤは、当該技術分野で知られており、例えば、米国特許第４，９７３，５１１号及び同第５，０９１，２５８号明細書に記載されており、その内容を参照により本明細書に取り込む。
【００３９】
したがって、本明細書に記載されるポリマー基材は、１つ以上の熱可塑性ポリマーを含むことができる。適切な熱可塑性ポリマーの例としては、限定するわけではないが、ポリ（ビニルアセタール）樹脂（例えば、ＰＶＢ）、ポリウレタン（「ＰＵ」）、ポリ（エチレン-コ-ビニル）アセテート（「ＥＶＡ」）、ポリ塩化ビニル（「ＰＶＣ」）、ポリ（塩化ビニル-コ-メタクリレート）、ポリエチレン、ポリオレフィン、エチレンアクリレートエステルコポリマー、ポリ（エチレン-コ-ブチルアクリレート）、シリコーンエラストマー、エポキシ樹脂及びエチレン/カルボン酸コポリマーなどの酸コポリマー及び上記のポリマーのいずれかに由来するそのアイオノマー、及びそれらの組み合わせを挙げることができる。幾つかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、ポリ（ビニルアセタール）樹脂、ポリ塩化ビニル及びポリウレタンからなる群より選ばれることができ、又は樹脂は１つ以上のポリ（ビニルアセタール）樹脂を含むことができる。ポリ（ビニルアセタール）樹脂に関して本明細書において幾つかのポリマー層を記載することができるが、１つ以上の上記のポリマー樹脂及び/又は該ポリマー樹脂を含むポリマー層を、本発明の様々な実施形態により、以下に記載されるポリ（ビニルアセタール）樹脂とともに、又はそれの代わりに含むことができることを理解されたい。
【００４０】
本明細書に記載されるポリマー基材がポリ（ビニルアセタール）樹脂を含むときに、ポリ（ビニルアセタール）樹脂はいかなる適切な方法に従って形成されてもよい。ポリ（ビニルアセタール）樹脂は、酸触媒の存在下で、ポリビニルアルコールを１つ以上のアルデヒドでアセタール化することにより形成できる。次いで、得られた樹脂を、例えば米国特許第２,２８２,０５７号及び同第２,２８２,０２６号明細書ならびにWade,B. 2016,Vinyl Acetal Polymers,Encyclopedia of Polymer Science and Technology 1-22（オンライン、著作権2016 John Wiley＆Sons,Inc.）に記載されている方法などの既知の方法に従って、分離、安定化及び乾燥することができる。得られたポリ（ビニルアセタール）樹脂は、特に注記しない限り、ＡＳＴＭ Ｄ１３９６に従って測定して、少なくとも約５０、少なくとも約６０、少なくとも約７０、少なくとも約７５、少なくとも約８０、少なくとも約８５質量パーセントの総アセタール化パーセントを有することができる。ポリ（ビニルアセタール）樹脂中のアルデヒド残基の総量は集合的にアセタール成分と呼ぶことができ、ポリ（ビニルアセタール）樹脂の残部は残留ヒドロキシル基及び残留アセテート基であり、これについては以下にさらに詳しく議論する。
【００４１】
本発明の様々な実施形態によるポリマー基材は少なくとも１つの可塑剤をさらに含むことができる。ポリマー層内の樹脂（単数又は複数）の特定の組成に応じて、可塑剤は、樹脂１００部当たりの部数（ｐｈｒ）で、少なくとも約５、少なくとも約１５、少なくとも約２５、又は少なくとも約３５、又は少なくとも約５０、及び/又は、約１２０以下、約１００以下、約９０以下、約７５以下、約７０以下、又は約５５以下、約５０以下、約４５以下、又は約４０ｐｈｒ以下、又は、約５〜約１２０、約１０〜約１１０、約２０〜約９０、又は約２５〜約７５ｐｈｒの範囲内の量で存在することができる。
【００４２】
本明細書で使用するときに、用語「樹脂１００部当たりの部」又は「ｐｈｒ」は、質量基準で、樹脂１００部と比較して存在する可塑剤の量を指す。さらに、ポリマー層の可塑剤含有量が本明細書で提供されるときに、ポリマー層を生成するために使用されたミックス又はメルト中の可塑剤の量に関して提供される。
【００４３】
本発明によれば、ポリマー基材の上に、酸化を受けやすい１つ以上の透明な金属又は金属合金層、例えば、アルミニウム、銅、銀又は金、又は銀／金合金を含むこれらのいずれかの合金の層（本明細書中、単に「金属層」と称することがある）が堆積されている。本発明の透明金属層は、実質的な透明性を可能にする厚さの、アルミニウムなどの酸化を受けやすい１つ以上の金属を含む均質なコヒーレント金属層であり、一方で、典型的に、層が堆積されたフィルムの可視光透過量を減らす。１つ以上の金属又は金属合金層は、銅、ニッケル、白金、パラジウム、タングステン、チタン又はそれらのいずれかの合金のうちの１つ以上をさらに含むことができる。本発明の金属層は単層であってもよく、又は、複数の金属層を含んでもよい。１つ以上の金属層がポリマー基材上に存在する場合に、金属層は、例えば、米国特許第５，０７１，２０６号明細書に開示されているように、各金属層の間に非金属又は金属酸化物層を有することができ、その関連部分を参照により本明細書に組み込む。しかしながら、本発明によれば、１つ以上の金属層のうちの少なくとも１つは、例えば、厚いハードコートその他酸化から金属層を保護する特別な方法を必要とせずに、ポリマー基材の外面上、すなわち保護層が設けられる表面上に存在する。本発明の保護コーティングは、後続のＬｂＬ層が適用される間に、酸化から保護するのに十分であることを発見した。層が主に金属又は金属合金を含み、したがって本発明が軽減しようとする酸化効果を受けやすい限り、部分的な酸化物又は窒化物を１つ以上の金属層の定義から除外することを意図しない。
【００４４】
酸化を受けやすい１つ以上の金属層は、当該技術分野で知られている堆積方法を使用してポリマー基材上に堆積することができる。例えば、金属層は、材料の層がマグネトロンスパッタラーの使用により置かれる方法である、スパッタ堆積としても知られるスパッタリングにより基材に適用されうる。以下でさらに詳述するように、例えば、蒸着又は化学的又は物理的堆積を含む他の適切な堆積用途も同様に使用することができる。したがって、金属層は、電子ビーム蒸着などの物理又は化学気相成長法によって堆積させることができる。マグネトロンスパッタリングは、特に適した堆積方法である。
【００４５】
金属層は、ＩＲ範囲において高反射性である酸化を受けやすいいかなる透明金属層を含んでもよい。ＩＲ反射層の金属及び合金のタイプ及び量を操作して、望ましい放射率及びＶＬＴを実現することができる。例えば、タングステン及びチタンは、銀及び金よりも光の吸収性が高いため、ＶＬＴがより低い実施形態に最も有用である。本発明による金属層は、金属の単一層又は金属の多層スタックのいずれかを含むことができる。
【００４６】
各透明金属層は、例えば、厚さが約３〜約５０ナノメートル（ｎｍ）、又は４〜４０ｎｍ、又は５〜３５ｎｍであり、金属の総厚は、一般に、約１０〜約１００ｎｍ、又は約１５〜約７５ｎｍである。あるいは、透明金属層は、透明金属層が適用された後にフィルムによって示される可視光線透過率に関して記載されることができる。例えば、少なくとも２％、又は少なくとも５％、又は少なくとも１０％、約５０％以下、又は６０％以下、又は７５％以下、又は約９０％以下の可視光線透過率は達成されうる。これは、透明金属層によって達成される可視光透過の、例えば少なくとも約１％、又は少なくとも２％、又は少なくとも５％、又は少なくとも１０％、又は少なくとも１５％又はそれ以上の低下としても表現されうる。
【００４７】
１つの態様において、１つ以上の金属層は、それらの間に１つ以上の非金属層又は金属酸化物層を有する。例えば、すでに述べたように、米国特許第５，０７１，２０６号明細書は、誘電スペーサ層に直接隣接する銀などのスパッタ堆積金属の３つ以上の透明層及び場合により存在する境界層を有することを特徴とする、ファブリペローサンドイッチ干渉フィルタを使用する視覚的に透明な色補正された赤外線反射性フィルムを開示している。したがって、本発明の１つ以上の金属層は、金属層に加えて、それらの間に非金属層を含む、このような干渉フィルタを含むことができる。
【００４８】
同様に、本発明の金属層は、他のフィルタ製品、例えば、米国特許第４，３３７，９９０号明細書（その関連部分は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているような金属誘電体サンドイッチから構成される「誘導透過フィルタ」として知られるものを含むことができる。そのようなフィルタは、位相整合層、単一の金属銀層及び外側反射防止層がオーバーレイヤとして覆われた透明基材を含むことができ、これらの３つのオーバーレイヤは透明ヒートリフレクタを構成する。ここでも、ポリマー基材の外面上の金属層を保護するために特別な手段を講じる必要はない。本発明によれば、例えば、厚いハードコートその他酸化から金属層を保護する特別な方法を必要とせずに、少なくとも１つの金属層がポリマー基材の外面に存在する。本発明の保護コーティング層は、後続の複合材顔料コーティングが適用される間に、酸化から保護するのに十分であることを発見した。
【００４９】
さらに、１つ以上の金属層は、高屈折率/低屈折率誘電体が交互に積層されたスタックで実現される波長選択性フィルタを含むか、又はそれと組み合わせることができる。少なくとも１つの金属層がポリマー基材の外面上に提供される限り、本発明の利点を得ることができる。
【００５０】
本発明によるポリマー基材上に堆積された１つ以上の金属又は金属合金層は、当該技術分野で既知の化学的又は物理的気相堆積法を使用して、その少なくとも１つが基材の外面上に設けられ、さらにその上に、金属層に直接堆積された保護コーティング層が設けられている。本発明によれば、保護コーティング層は、1つ以上の金属酸化物又は金属窒化物を含み、したがって金属酸窒化物を包含する。本発明の１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物は、例えば、ケイ素、インジウム、スズ、チタン、クロム、ビスマス、亜鉛などの酸化物又は窒化物を含むことができる。この保護層は、前述の１つ以上の金属層のうちの１つと隣接している。本明細書で使用されるときに、「隣接する（contiguous）」とは、隣接層と実際に接触していることを意味する。
【００５１】
本発明の１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物は、化学量論比に関して限定されず、化合物を得ることができる酸素又は窒素原子に対する金属のあらゆる比率を包含することが意図される。したがって、シリカは一般に二酸化ケイ素として理解され、記載されているが、それぞれ酸素原子及びケイ素原子の量の間で２対１である必要はない。したがって、「シリカ」及び「二酸化ケイ素」という用語は、ケイ素と酸素が反応したときに化合物が維持できるシリカと酸素とのいかなる比率をも包含することが意図される。
【００５２】
したがって、保護層は、窒化ケイ素、酸化ケイ素（すなわち、シリカ）、又は酸窒化ケイ素の層、又はそれらの組み合わせを含むことができる。したがって、例えば酸化ケイ素を含むことができる保護層は、厚さが約１ｎｍ〜約２００ｎｍ、又は約５ｎｍ〜約１５０ｎｍ、又は１０〜７５ｎｍ、又は１５ｎｍ〜６０ｎｍであることができる。１つの態様において、この層は、単に、金属層の表面上にスパッタされたシリカの薄い層であることができる。本発明の保護層は、化学もしくは物理気相成長、又は化学気相成長と物理気相成長との組合せであってもよい気相成長法を使用して、金属層上に形成される。
【００５３】
物理気相成長は、材料の有意な化学変化なしに、材料が凝縮相から蒸気相に移行し、次いで薄膜凝縮相に戻る方法を特徴とする。物理気相成長の２つの一般的な例は、スパッタリング及び蒸発型気相成長である。例えば、保護コーティング層は、スパッタ堆積としても知られる酸化ケイ素、窒化ケイ素又はそれらの混合物をスパッタリングすることにより、基材に適用することができ、マグネトロンスパッタラーの使用により材料の層が堆積される方法である。同様に、他の任意の適切な物理気相成長適用、例えば電子ビーム堆積などを使用してもよい。マグネトロンスパッタリングは、特に適切な物理気相成長法である。
【００５４】
あるいは、保護層は、基材表面上で反応及び／又は分解して所望の堆積物を生成する１つ以上の揮発性前駆体に基材をさらす化学法である化学気相成長を使用して金属層上に形成することができる。例えば、保護層は、場合により、プラズマの存在下に、ガス前駆体から金属層上に形成することができる。プラズマ生成及びプラズマコーティング材料、条件及びパラメータは当該技術分野で知られており、それらの選択は所望の結果に応じて変化しうる。典型的には、液体又は蒸気送達システムのいずれかを使用して前駆体をプラズマに導入して、例えば２０〜２５０ｓｃｃｍの速度で前駆体ガスを生成する。プラズマは、従来のプラズマ源と、Ｏ2、Ａｒ、Ｎ2、Ｈｅ、Ｈ2、Ｈ2Ｏ、Ｎ2Ｏ又はそれらの組み合わせからなる群より選ばれるガスを使用して生成することができる。典型的なコーティングは、例えば、１：１〜５０：１のガス対前駆体体積比範囲を使用して形成されうる。
【００５５】
化学気相成長において、例えば、ガス前駆体はシリコン成分を供給し、したがって、ガス前駆体の選択は、保護層の所望の組成ならびに多くの他の処理因子によって主に推進される。適切なガス前駆体としては、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、１，１，３，３-テトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、四水素化ケイ素又はシラン（ＳｉＨ4）、テトラエトキシシラン、デカメチルテトラシロキサン、１，３-ジエトキシ-１,１,３,３-テトラメチルジシロキサン、トリス（トリメチルシリル）シラン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、１，３，５，７-テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、及びこれらのアミン、アセテート及びベータジケトネートが挙げられる。例えば、保護層におけるシリコン系材料が酸化ケイ素又はシリカである実施形態において、ガス前駆体は、好ましくは、ＨＭＤＳＯ（ヘキサメチルジシロキサン）、ＴＭＤＳＯ（テトラメチルジシロキサン）、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケート）及びＳｉＨ4（四水素化ケイ素又はシラン）からなる群より選ばれる。
【００５６】
化学気相成長法におけるガス前駆体は、適用工程中にガス（又は蒸気）の形態であるが、本発明の方法はガス前駆体が元々は液体又は流体の形態であり、本発明の方法が、適用工程の前又はそれと同時に、例えば加熱することにより、流体前駆体をガス又は蒸気形態に転化させることを場合により含んでもよいことが理解されるであろう。より具体的には、転化工程は、典型的には少なくとも約１０トールの蒸気圧を生成するのに十分な量の液体前駆体を蒸発させるために液体前駆体を加熱することを含むことができる。この方法は、ガス前駆体をキャリアガスと組み合わせて、例えばバブラー構成で前駆体/キャリアガスミックスを形成することを含み、好ましくは、マスフローコントローラを用いるなどの適切な方法及び装置で前駆体/キャリアガスミックスの流量を測定及び調整することをさらに含むことができる。
【００５７】
本発明の光学製品は、複合材顔料コーティングをさらに含むことが意図されている。典型的に、レイヤバイレイヤ（ＬｂＬ）コーティングは、むき出しのポリマー基材に直接適用することができ、又は、ＰＥＴはせいぜいコーティング前にコロナ処理されていることに留意されたい。しかしながら、ＬｂＬ法は、表面をアルカリ性ｐＨ（幾つかの場合に約９．５以上）及び高伝導性溶液（５０ｍＭのＮａＣｌ以上）にさらす。スパッタされたアルミニウムフィルムなどの金属層は、これらの条件下で急速に酸化され、急速にアルミナになり、これは、太陽光制御用途ではほとんど価値がない。酸化の１つの指標は、例えば赤外線の遮断の減少によって証明されるように、太陽光制御性フィルムとしての効力の低下である。
【００５８】
本発明によれば、シリカの薄層をアルミニウムフィルムの表面にスパッタリングすることにより、ＬｂＬ堆積に生き残るのに十分に長く酸化からアルミニウムフィルムが保護されることが判った。約６０ｎｍのシリカが酸化を防ぐことが示されているが、さらに薄いもので十分であると予想される。下層の金属層が赤外線を遮断する継続的な能力によって実証されるように、シリカの１００ｎｍ及び６０ｎｍのコーティングはいずれも満足できるものであることが判った。したがって、ほとんどの従来のＬｂＬフィルムは、下層の金属層を劣化させる恐れなく本発明に従って適用でき、そのような従来の窓フィルム製品の性能は、所望の色を含むように調整できるものと考える。
【００５９】
したがって、様々な態様において、保護コーティング層、例えばシリカは、少なくとも５ｎｍ厚、又は少なくとも１０ｎｍ厚、又は少なくとも１５ｎｍ厚、約６０ｎｍ以下、又は約７５ｎｍ以下、又は１００ｎｍ以下、又は１５０ｎｍ以下であることができる。シリコン系の保護コーティングの厚さには理論上の上限はないが、当業者は、後続の複合材顔料コーティングが適用される間に、金属層をシールドするのに十分な量よりも多くのコーティングを使用する必要がないことを理解するだろう。
【００６０】
したがって、本発明は、腐食を受けやすい金属層を備えたポリマー基材を含み、その上に、直前に記載されたとおりの保護層が設けられ、さらに複合材顔料コーティングが設けられた光学製品を対象とする。複合材顔料コーティングは少なくとも第一の層及び第二の層を含んでバイレイヤを形成し、その層の少なくとも１つは顔料で構成され、又はこれを含む。好ましくは、第一の層は保護層に直接隣接し、第二の層はシリコン系保護コーティングに適用又は堆積された第一の層に直接隣接する。したがって、第一の層及び第二の層は一緒になってバイレイヤを形成する。１つ以上の追加の第一及び第二の層を使用して、複数のバイレイヤを形成することができる。これらのバイレイヤのそれぞれ又は一緒になった複数のバイレイヤを、バイレイヤ系又はＬｂＬコーティングとも本明細書中で記載することもできる。バイレイヤのそれぞれは同じであっても又は異なっていてもよい。
【００６１】
本発明によれば、複合材顔料コーティングは、１つ以上の顔料を含むレイヤバイレイヤのコーティングを含む。所与のバイレイヤの各層は、ポリイオン性バインダ、不溶性顔料粒子、又はその両方、を含むことができる。バイレイヤの各層は結合基構成要素を含み、第一の層の結合基構成要素と第二の層の結合基構成要素とが相補的な結合基対を構成する。本明細書で使用されるときに、「相補的結合基対」という語句は、静電結合、水素結合、ファンデルワールス相互作用、疎水性相互作用、及び/又は化学的に誘導された共有結合などの結合相互作用が複合コーティングの第一の層の結合基構成要素と第二の層の結合基構成要素との間に存在することを意味する。「結合基構成要素」は、相補的な結合基構成要素と協調して、上記結合相互作用の１つ以上を確立する化学的官能性である。該構成要素は、結合相互作用がそれぞれの電荷によって作成されるという意味で相補的である。
【００６２】
本発明によれば、結合基構成要素は、例えば、ポリイオン性バインダ又は顔料を介して提供されうる。すなわち、例えば、選択された顔料が帯電し、バイレイヤ系の所与の層の結合基構成要素として機能することができる場合には、その顔料を単独で使用してバイレイヤの層を形成することができる。顔料が結合基構成要素を含まない場合には、その顔料に、結合基構成要素を有する分子、例えばポリイオン性バインダを組み合わせて、バイレイヤを形成することができる。バイレイヤ系のすべてのバイレイヤが顔料を含む必要があるわけではないが、本発明によれば、顔料を含むバイレイヤは、帯電顔料又は非帯電顔料又はその両方を有することができることに留意されたい。
【００６３】
したがって、本発明によれば、複合材顔料コーティングの第一の層は、ポリマーに沿って複数の正又は負に帯電した部分を含む高分子として定義されるポリイオン性バインダを含むことができる。正電荷を持つポリイオン性バインダはポリカチオン性バインダとして知られており、負電荷を持つものはポリアニオン性バインダと呼ばれる。また、幾つかのポリイオン性バインダは、ｐＨなどの要因に応じて、ポリカチオン性バインダ又はポリアニオン性バインダのいずれかとして機能でき、両性として知られていることを当業者は理解するであろう。ポリイオン性バインダの帯電部分は、所与の層の「結合基構成要素」を構成する。
【００６４】
適切なポリカチオン性バインダの例としては、ポリ（アリルアミン塩酸塩）、直鎖又は分岐鎖ポリ（エチレンイミン）、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）、ポリクオタニウム又はポリクアットと呼ばれる高分子及びそれらの様々なコポリマーが挙げられる。ポリカチオン性バインダのブレンドも本発明により考えられる。
【００６５】
適切なポリアニオン性バインダの例としては、ポリ（アクリル酸）及びポリ（メタクリル酸）などのカルボン酸含有化合物、ならびにポリ（スチレンスルホネート）及びその様々なコポリマーなどのスルホネート含有化合物が挙げられる。ポリアニオン性バインダのブレンドも本発明により考えられる。ポリカチオン型及びポリアニオン型の両方のポリイオン性バインダは、当業者に一般に知られており、例えば、Krogmanらの米国公開特許出願番号第ＵＳ２０１４００７９８８４号明細書に記載されており、それを参照により本明細書に取り込む。適切なポリアニオン性バインダの例としては、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＳＳ）、ポリ（ビニルアルコール）又はポリ（ビニルアセテート）（ＰＶＡ，ＰＶＡｃ）、ポリ（ビニルスルホン酸）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリケイ酸、ポリ（３，４-エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）及び他のポリマーとの組み合わせ（例えば、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、多糖類及び上記のもののコポリマーが挙げられる。適切なポリアニオン性バインダの他の例としては、トリメトキシシラン官能化ＰＡＡ又はＰＡＨ、又は、ＤＮＡ、ＲＮＡ又はタンパク質などの生体分子が挙げられる。適切なポリカチオン性バインダの例としては、ポリ（ジアリルジメチルアンモニウムクロリド）（ＰＤＡＣ）、キトサン、ポリ（アリルアミン塩酸塩）（ＰＡＨ）、多糖類、タンパク質、直鎖ポリ（エチレンイミン）（ＬＰＥＩ）、分岐鎖ポリ（エチレンイミン）ＢＰＥＩ及び上記のもののコポリマーなどが挙げられる。ポリアニオン性バインダ又はポリカチオン性バインダのいずれかとして機能できるポリイオン性バインダの例としては、タンパク質などの両性ポリマー、及び上記のポリカチオン性バインダ及びポリアニオン性バインダのコポリマーが挙げられる。
【００６６】
第一の層の中のポリイオン性バインダの濃度は、その帯電繰り返し単位の分子量に部分的に基づいて選択されうるが、典型的には０．１ｍＭ〜１００ｍＭ、より好ましくは０．５ｍＭ〜５０ｍＭ、最も好ましくは帯電繰り返し単位の分子量に基づいて１〜２０ｍＭである。
【００６７】
本発明によれば、所与の層の結合基構成要素が負に帯電した顔料を含む場合に、相補層のポリイオン性バインダは、典型的に、ポリアリルアミン塩酸塩などのポリカチオン性バインダである。ポリイオン性バインダは典型的には水溶性であり、層を形成するために使用される組成物はポリイオン性バインダの水溶液である。ポリイオン性バインダがポリカチオンであり、第一の層が水溶液から形成される実施形態において、水溶液のｐＨは、５〜９５％、好ましくは２５〜７５％、より好ましくは約半分のイオン化可能な基はプロトン化されている。第一の層の他の任意の成分としては、殺生物剤又は貯蔵寿命安定剤が挙げられる。
【００６８】
バイレイヤの第一の層がポリカチオン性バインダを含むときに、第二の層はポリアニオン性バインダ又は負に帯電した不溶性顔料粒子、又はその両方を含むことができることが理解されるであろう。もちろん、複合材顔料コーティングにおいて、本発明の光学製品に追加の機能を提供してもよい。例えば、１つ以上の層は、それ自体が荷電粒子であることができる電磁エネルギー吸収性不溶性粒子を備えることができる。「電磁エネルギー吸収性」という語句は、特定のスペクトル波長又は波長範囲で優先的な吸収するために、粒子が光学製品の成分として意図的に選択されることを意味する。「不溶性」という用語は、粒子が所与の層を形成するために使用される組成物に実質的に溶解せず、光学製品構造内に粒子として存在するという事実を反映することが意図される。もちろん、電磁エネルギー吸収性不溶性粒子という用語は顔料を包含するが、しかしながら、ＵＶ吸収剤又はＩＲ吸収剤又は必ずしも色を示さない電磁スペクトルの様々な部分の吸収剤などの不溶性粒子もこの用語の範囲内であり、本発明に従って提供されうる。
【００６９】
本発明による使用に適した顔料は、より大きな粒子サイズが本発明により有用なＬｂＬ法で良好に機能しうる場合の粒子サイズの上限は必ずしもないが、好ましくは約５〜約３００ナノメートル、又は１０〜５０ナノメートルの平均粒子直径を有する粒状顔料であり、当該技術分野ではしばしばナノ粒子顔料と呼ばれる。１つの態様において、顔料の表面は、所与の層の結合基構成要素を含む。適切な顔料は、キャボット、クラリアント、デュポン、大日本及びデグッサなどの製造者からコロイド安定性水分散液として市販されている。特に適切な顔料としては、Cab-O-Jet（登録商標）の名前でCabot Corporationから入手可能なもの、例えば２５０Ｃ（シアン）、２６５Ｍ（マゼンタ）、２７０Ｙ（イエロー）又は３５２Ｋ（ブラック）が挙げられる。コロイド分散液として水中で安定するために、顔料粒子表面は、典型的に、イオン化可能な特性を付与するために処理され、それにより、顔料の表面に所望の結合基構成要素を有する顔料を提供する。市販の顔料は、懸濁液、分散液などの様々な形で販売されており、顔料の市販形を評価し、特に、顔料表面が第二の層の結合基構成要素としても機能する実施形態において、光学製品構成要素との適合性及び性能を確保するために、必要に応じて、顔料を変性するように注意する必要があることが理解される。
【００７０】
複数の顔料を利用して、最終製品で特定の色相又は色合い又は色を実現することができるが、複数の顔料を使用する場合には、顔料相互及び光学製品構成要素との両方についての適合性及び性能を確保するために慎重に選択すべきであることも理解される。これは、顔料粒子が層の結合基構成要素としても機能する実施形態に特に関連する。例えば、粒状顔料は、適合性に影響を与える可能性のある異なる化学修飾を理由として異なる表面電荷密度を示すことがある。
【００７１】
ＬｂＬ複合材顔料コーティングの１つ以上の層は、イオン強度を高め、粒子間静電反発力を低減することにより、層内の顔料又はポリイオン性バインダの改善された分散性により層の均一かつ再現可能な堆積を促進するスクリーニング剤をさらに含むことができる。スクリーニング剤は当業者に知られており、例えば、Krogmanらの米国公開特許出願番号第ＵＳ２０１４００７９８８４号明細書に記載されている。適切なスクリーニング剤の例としては、ハロゲン化物塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、フルオロリン酸塩などの低分子量塩などが挙げられる。ハロゲン化物塩の例としては、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ2、ＭｇＣｌ2、ＮＨ4Ｃｌなどの塩化物塩、ＬｉＢｒ、ＮａＢｒ、ＫＢｒ、ＣａＢｒ2、ＭｇＢｒ2などの臭化物塩、ＬｉＩ、ＮａＩ、ＫＩ、ＣａＩ2、ＭｇＩ2などのヨウ化物塩、及びＮａＦ、ＫＦなどのフッ化物塩が挙げられる。硫酸塩の例としては、Ｌｉ2ＳＯ4、Ｎａ2ＳＯ4、Ｋ2ＳＯ4、（ＮＨ4）2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4、ＣｏＳＯ4、ＣｕＳＯ4、ＺｎＳＯ4、ＳｒＳＯ4、Ａｌ2（ＳＯ4）3及びＦｅ2（ＳＯ4）3が挙げられる。（ＣＨ3）3ＣＣｌ、（Ｃ2Ｈ5）3ＣＣｌなどの有機塩も適切なスクリーニング剤である。塩化ナトリウムは、典型的に、原料コストに基づいて好ましいスクリーニング剤である。スクリーニング剤の存在及び濃度レベルにより、Ｔvisが５０％未満の光学製品に望まれるような顔料又はバインダのより高い装填が可能になり、また、カスタマイズ可能でかつ慎重に制御可能な光学製品のＴvisレベルを達成するために、カスタマイズ可能かつ慎重に制御可能な装填が可能になる。
【００７２】
適切なスクリーニング剤の濃度は、塩の個性によって変化する可能性があり、例えば、Krogmanらの米国公開特許出願番号第ＵＳ２０１４００７９８８４号明細書にも記載されており、参照によりその全体を本明細書に取り込む。幾つかの実施形態において、スクリーニング剤の濃度は、１ｍＭ〜１０００ｍＭ、又は１０ｍＭ〜１００ｍＭ、又は３０ｍＭ〜８０ｍＭの範囲であることができる。幾つかの実施形態において、スクリーニング剤の濃度は１ｍＭ、１０ｍＭ、１００ｍＭ又は５００ｍＭを超える。
【００７３】
複合材顔料コーティングの層はまた、殺生物剤又は貯蔵寿命安定剤などの他の成分を含むこともできる。
【００７４】
上述のように、本発明の複合材顔料コーティングは、同じであっても又は異なっていてもよい複数のバイレイヤを含むことができる。例えば、本発明の光学製品は、それぞれ第一の層及び第二の層を有する第一及び第二のバイレイヤを含むことができる。複数のバイレイヤを備えた実施形態では、バイレイヤの各層のバインダ又は顔料は独立して選択でき、例えば顔料を含む層は組み合わされて光学製品に相加効果を与えることが理解される。この相加効果は、部分的には、スクリーニング剤の存在によって分散されて使用される各層の顔料粒子の濃度によってカスタマイズされかつ慎重に制御されうる。例えば、顔料層は組み合わせて、視覚的に知覚される光学フィルム製品の色にほぼ相加的な効果をもたらす。顔料を含む複数のバイレイヤが提供される実施形態において、各層の顔料は同じ又は類似の組成及び/又は色のものであることができ、その結果、相加的な効果は光学製品の視覚的に知覚される色の強度又は深さ又は暗さを増加させ、又は別の言い方をすれば、可視波長範囲（又はＴvis）の電磁線透過率を下げる。
【００７５】
１つの実施形態において、カーボンブラックは少なくとも１つの層の顔料として使用され、上記のような顔料は他の層の顔料として使用され、その結果、相加的な効果は視覚的に知覚される暗色であり、可視波長範囲の電磁線透過率（又はＴvis）を低減する。上述のように、本発明は、比較的高いレベルの暗色化が望まれる製品に有用でありうる。したがって、１つの実施形態において、本発明の光学製品は、５０％以下又は７０％以下のＴvisを有する。さらに別の実施形態において、各層の顔料は相補的な組成及び/又は色のものであることができ、その結果、相加的な効果は個々の顔料とは異なる視覚的に知覚される色であり、個々の顔料の組み合わせにより形成され、例えば、相加的に知覚される「緑」色は、1つの層に青色顔料を使用し、別の層に黄色の顔料を使用することで実現する。
【００７６】
当業者は、「着色」という用語が、例えば、不透明な物品に色、複数の色、又は審美的な色に基づくデザイン又はパターンを付与することを意味することを理解するであろう。
【００７７】
別の態様において、本発明は光学製品を形成する方法を対象とする。１つの実施形態において、本発明の方法は（ａ）１つ以上の金属層をポリマー基材に適用すること、（ｂ）前記１つ以上の金属層に保護層を適用すること、及び（ｃ）前記保護層に複合材顔料コーティングを適用することを含む。複合材顔料コーティングは、保護層に第一の層を適用し、その後に、第二の層を適用してバイレイヤを形成することにより、前記保護層に適用することができる。バイレイヤの第一の層はポリイオン性バインダ及び/又は顔料を含むことができ、第二の層は同様にバインダ及び/又は顔料を含むことができ、第一の層及び第二の層のそれぞれは一緒に相補結合基対を形成する結合基構成要素を含む。層のうちの少なくとも１つ、特に帯電した顔料粒子を含む層は、上記で定義されたとおりのスクリーニング剤を含むことができる。
【００７８】
好ましい実施形態において、第一の層及び第二の層の少なくとも１つは水性の分散液又は溶液として適用され、最も好ましくは第一の層及び第二の層の両方は水性の分散液又は溶液である。この実施形態において、適用工程（ａ）及び（ｂ）の両方は周囲温度及び圧力で行われる。
【００７９】
本発明の光学製品は、好ましくは、Langmuir,2007,23,3137-3141又は米国特許第８，２３４，９９８号及び同第８，６８９，７２６号明細書ならびに米国公開出願番号第ＵＳ ２０１４００７９８８４号明細書に記載されているような既知の「レイヤバイレイヤ」（ＬｂＬ）法を使用して製造され、それは本出願の共同発明者Krogmanによって共同発明され、それらの開示を参照により本明細書に取り込む。
【実施例】
【００８０】
以下の実施例は、本発明の多くの態様及び利点を特異的に及び詳細に説明するために提供されているが、決してその範囲を限定するものとして解釈されるものではない。本発明の主旨から逸脱する変形、修正及び適応は当業者によって容易に理解されるであろう。
【００８１】
例
ポリマーバインダ溶液は、脱イオン水１リットル当たり１．８７ｇのポリ（塩酸アリルアミン）を溶解し、得られた溶液のｐＨを、水酸化ナトリウムを用いて９．５に滴定することにより調製した。Cabot Corp.から市販されているコロイド安定性カーボンブラック顔料であるCab-o-Jet 352Kカーボンブラック３３．３３gを蒸留水で１Ｌに希釈し、２．９２gの塩化ナトリウムを添加し、コロイド粒子をイオン的にスクリーニングし、堆積の準備をすることにより０．５ｗｔ％固形分の顔料溶液を形成した。以下の説明に従って、これらの溶液を使用して実験用フィルムサンプルを調製し、試験した。
【００８２】
厚さ３ミルのＰＥＴのフィルムを、アルミニウムの層で約７２％の可視光透過率までスパッタコーティングした。次いで、アルミニウムの層に、プラズマ援用式化学気相成長を使用して、６０ｎｍ又は１００ｎｍのいずれかの層厚までシリカの層を堆積した。その後、シリカで保護された金属化ＰＥＴを上記のポリマーバインダ溶液と顔料溶液の交互のスプレーに付すことにより、シリカで保護された層の上に複合材フィルムを堆積した。交互のスプレーのそれぞれは、約１０秒間であり、その後、約６秒間の脱イオン水ですすいだ。この場合に、２０のバイレイヤが適用された。これは、合計２０回、表面が高導電性アルカリ溶液で湿潤化されたことを意味する。保護されていない金属化ＰＥＴが第一のアルカリ溶液にさらされると、フィルムが透明になることをすぐに観察し、アルミニウム金属が溶解又は酸化されたことを示した。ＬｂＬ法はその時点で中止され、ＶＬＴ値は得られなかった。
【００８３】
図２に示す結果は、ＬｂＬコーティングを本発明の実施例に適用した後の赤外線性能により、アルミニウム層がアルミナへと酸化されず、厚さ６０ｎｍの薄いシリカ層によって保護されたことを確認したことを示す。ＬｂＬコーティングの使用により、金属化フィルムはそれにより可視透過率７２％から可視透過率７．５％に暗くなった。図２において、ＨＢ３はポリエチレンテレフタレートフィルムであり、ＨＢ３+Ａｌ/ＳｉＯ2はアルミニウム層とシリカ層の両方が適用されたことを示し、ＨＢ３+Ａｌ/ＳｉＯｘ+ＬｂＬは複合顔料コーティングも適用されたことを示す。
【００８４】
当業者は、本明細書に記載の測定値が、様々な異なる特定の試験方法によって取得できる公的に利用可能な標準及びガイドラインに基づく測定値であることを認識するであろう。記載されている試験方法は、必要な各測定値を取得するために使用可能な１つの方法のみを表している。
【００８５】
本発明の様々な実施形態の前述の記載は例示及び説明の目的で提示されている。網羅的であること、又は開示された正確な実施形態に本発明を限定することは意図されない。上記の教示の電磁エネルギーに多くの修正又は変更が可能である。議論された実施形態は、本発明の原理及びその実際の応用の最良の例示を提供するために選択及び説明され、それにより当業者が考えられる特定の使用に適した様々な実施形態及び様々な修正で本発明を利用できるようにする。そのようなすべての修正及び変更は、公正、合法及び公平に権利が与えられる幅に従って解釈されるときに、添付の特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内にある。
【図１】
2020532761.tif 000003
【図２】
2020532761.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月28日(2020.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）酸化を受けやすい赤外線反射性金属層が外面上に設けられたポリマー基材、
ｂ）化学又は物理気相成長を使用して前記赤外線反射性金属層上に直接堆積された、１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物を含む保護コーティング、及び、
ｃ）前記保護コーティング上に堆積された複合材顔料コーティングであって、少なくとも第一の層及び第二の層を含み、それらの層の少なくとも１つの層は第一の顔料を含み、前記第一の層及び前記第二の層のそれぞれは結合基構成要素を含み、これらが一緒になって相補的な結合基対を形成する、複合材顔料コーティング、
を含む、光学製品であって、
前記第一の層と前記第二の層とが一緒になってレイヤバイレイヤのバイレイヤを形成し、そして
前記複合材顔料コーティングは複数のレイヤバイレイヤのバイレイヤを含み、該複数のバイレイヤのそれぞれは、前記第一の層及び前記第二の層から形成されるバイレイヤと同一であっても又は異なっていてもよい、光学製品。
【請求項２】
前記ポリマー基材はポリエチレンテレフタレートフィルムを含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項３】
前記赤外線反射性金属層はアルミニウムを含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項４】
前記赤外線反射性金属層が設けられたポリマー基材は、前記保護コーティングが前記赤外線反射性金属層上に堆積される前に、少なくとも７０％の可視光線透過率を示す、請求項１記載の光学製品。
【請求項５】
前記１つ以上の金属酸化物又は金属窒化物はシリカを含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項６】
前記保護コーティングは５ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さを有する、請求項１記載の光学製品。
【請求項７】
前記複合材顔料コーティングは５ｎｍ〜３００ｎｍの合計厚を有する、請求項１記載の光学製品。
【請求項８】
前記第一の顔料は、その表面に結合基構成要素を備えている、請求項１記載の光学製品。
【請求項９】
前記第一の顔料はカーボンブラックを含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項１０】
前記複合材顔料コーティングは、前記第一の顔料との組み合わせにおいて前記光学製品の知覚色に相加的な効果を提供する第二の顔料を含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項１１】
乗物に適用される窓フィルムの形態の請求項１記載の光学製品。
【請求項１２】
前記乗物は自動車、航空機又はボートである、請求項１０記載の光学製品。
【請求項１３】
前記光学製品はラミネート化ガラスのための複合材インターレイヤである、請求項２記載の光学製品。
【請求項１４】
前記複合材顔料コーティングの前記第一の層及び前記第二の層の少なくとも一方は水溶液から形成される、請求項１記載の光学製品。
【請求項１５】
ａ）酸化を受けやすい金属層が外面上に設けられたポリエチレンテレフタレートフィルム、
ｂ）化学気相成長を使用して前記金属層上に直接堆積されたシリカ、及び、
ｃ）前記シリカ上に堆積され、少なくとも第一の層及び第二の層を含み、それらの層の少なくとも１つの層は第一の顔料を含み、前記第一の層及び前記第二の層のそれぞれは結合基構成要素を含み、これらが一緒になって相補的な結合基対を形成する、複合材顔料コーティング、
む、着色窓フィルムであって、
前記第一の層と前記第二の層とが一緒になってレイヤバイレイヤのバイレイヤを形成し、そして
前記複合材顔料コーティングは複数のレイヤバイレイヤのバイレイヤを含み、該複数のバイレイヤのそれぞれは、前記第一の層及び前記第二の層から形成されるバイレイヤと同一であっても又は異なっていてもよい、着色窓フィルム。
【請求項１６】
所与のバイレイヤの各層は、ポリイオン性バインダ、不溶性顔料粒子、又は、それらの両方を含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項１７】
前記第一の層はポリカチオン性バインダを含み、前記第二の層は負に帯電した顔料を含む、請求項１記載の光学製品。
【請求項１８】
前記ポリカチオン性バインダはポリ（アリルアミン塩酸塩）を含む、請求項１７記載の光学製品。
【請求項１９】
前記不溶性顔料粒子はカーボンブラック顔料を含む、請求項１６記載の光学製品。
【請求項２０】
前記相補的な結合基対は静電結合を示す、請求項１記載の光学製品。
【国際調査報告】
2020532761.tif 000005
2020532761.tif 000006