光重定向阳光控制膜的制作方法

专利名称：光重定向阳光控制膜的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及光重定向阳光控制膜，特别涉及光重定向阳光控 制层合物和光重定向阳光控制玻璃窗单元。
背景技术：
对节能窗和玻璃窗系统的需要是已知的。具体类型的窗户的选择
取决于多种因素，包括uv、可见和光学性能、美学和气候条件。在寒
冷为主的气候下，具有低太阳得热系数和低隔热性能的玻璃窗单元可 能是足够的，而在炎热为主的气候下，需要适中的太阳得热与高的隔 热性能。
低辐射(Low-e)涂层反射中红外能至远红外能并且用于隔热玻璃 窗单元中。低辐射窗户尤其可用于炎热为主的气候中。存在两种类型 的低辐射涂层。在制造玻璃期间涂布通常称为"硬涂层"的热解低辐 射涂层，在制造玻璃板之后，在真空处理下涂布通常称为"软涂层" 的溅射低辐射涂层。硬的低辐射涂层更耐用，并且可以在制造窗户之 前无限期保存。软涂层通常包括银或银合金，并且易于被例如水汽、 盐和水等环境因素侵蚀。此外，在构造窗户期间，进行称为"边缘去 除"的操作，以减少涂层边缘的类似侵蚀。
用于降低太阳得热和眩光的通常已知的方法(吸收膜和/或遮光窗 帘)也减少了多达80%的可见光透射。因此，在阴天情况下，必须使 用导致能源使用增加的人工照明。

发明内容
本发明涉及光重定向阳光控制膜，特别涉及光重定向阳光控制层合物和光重定向阳光控制玻璃窗单元。本发明涉及设置在透射可见光 和反射红外光的多层膜上的光重定向层。本文所述的阳光控制膜改善 建筑物内部的照明，同时最小化透过窗户的不期望的太阳得热。
在第一实施例中，光重定向阳光控制膜包括透射可见光并反射红 外光的多层膜以及与多层膜相邻形成光重定向阳光控制膜的光重定向 层。光重定向层包括形成多个棱镜结构的主表面。
在另一个实施例中，光重定向阳光控制玻璃窗单元包括第一玻璃 窗基底和设置在第一玻璃窗基底上的光重定向阳光控制膜。光重定向 阳光控制膜包括透射可见光并反射红外光的多层膜以及与多层膜相邻 形成光重定向阳光控制膜的光重定向层。光重定向层具有形成多个棱 镜结构的主表面。
一种光重定向阳光控制系统，包括玻璃窗基底、设置在玻璃窗基 底上的光重定向阳光控制膜，以及被布置以接纳由光重定向阳光控制 膜透射的光的漫射体。光重定向阳光控制膜包括透射可见光并反射红 外光的多层膜以及与多层膜相邻形成光重定向阳光控制膜的光重定向 层。光重定向层具有形成多个棱镜结构的主表面。


结合附图考虑以下的本发明各种实施例的详细说明可以更全面地 了解本发明，其中
图1是示例性阳光控制层合物的示意性剖视图； 图2是示例性阳光控制玻璃窗单元的示意性剖视图；并且 图3是具有示例性光重定向系统的内部空间的示意图。
附图未必按比例绘制。在附图中使用的类似标号表示类似的部件。 然而，应当理解，在给定附图中使用指代部件的标号不用于限制在另 一个附图中标记有相同标号的部件。
具体实施例方式
在下面的描述中，参考形成说明书一部分，并且其中通过举例示 出若干具体实施例的附图。应当理解可设想其他实施例，并且形成这 些实施例而不脱离本发明的范围或精神。因此，以下详细的描述并非 意图进行限制。
除非另外指明，本文所用的所有科技术语具有在本领域通常使用 的含义。本文提供的定义方便理解在本文频繁使用的某些术语，并且 并非意图限制本发明的范围。
除非另外指明，否则应当将说明书和权利要求中用来表述特征尺 寸、数量和物理性能的所有数字在所有情况下都理解为由词语"约" 来修饰。因此，除非有相反的指示，否则上述说明书和所附的权利要 求中所列出的数值参数均为近似值，并且可能会随着本领域内的技术 人员采用本文所公开的教导内容而试图获得的所需特性的不同而改 变。
用端值表述的数值范围包括该范围内所包含的所有数值(例如，1
至5包括1、 1.5、 2、 2.75、 3、 3.80、 4和5)及该范围内的任意范围。
本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式"一种"、"该"、 "所述"涵盖了多个所指对象的情况，除非所述内容明确指出表示为 其它含义。本说明书和所附权利要求书中使用的术语"或"的含义通 常包括"和/或"，除非所述内容明确措出表示为其它含义。
术语"聚合物"应被理解为包括聚合物、共聚物(例如使用两种 或更多种不同单体形成的聚合物)、低聚物以及它们的组合，和可形 成可混溶的共混物的聚合物、低聚物或共聚物。术语"相邻的"是指两个元件的相对位置，这两个元件彼此接近 并且可以或可以不彼此接触或具有分开这两个元件的一个或多个层。
本发明涉及光重定向阳光控制膜，并且特别涉及光重定向阳光控 制层合物、光重定向阳光控制玻璃窗单元和光重定向阳光控制系统。 本发明涉及设置在透射可见光和反射红外光的多层膜上的光重定向 层。本文所述的阳光控制膜改善建筑物内部的照明，同时最小化透过 窗户的不期望的太阳得热。虽然本发明并不受此限制，但对本发明的 各个方面的理解将通过下面提供的示例的讨论来获得。
图1是示例性阳光控制层合物10的示意性剖视图。阳光控制层合
物10包括多层膜20和光重定向层30。在多个实施例中，多层膜20和 光重定向层30用粘合剂层40或粘合促进层(如，电晕处理层或底漆 层)连接在一起。在其他实施例中，光重定向层30和多层膜20例如 通过挤出或压印一体地形成。在一些实施例中，红外光吸收层50设置 在多层膜20上。
多层膜20透射可见光并反射红外光。在多个实施例中，多层膜 20透射至少50%的所有波长可见光并且反射至少50%的从850nm至 1100nm的红外光或至少50%的所有波长的红外光。在其他实施例中， 多层膜20透射至少60%的所有波长可见光并且反射至少60%的从 850nm至1100nm的红外光或至少60°/。的所有波长的红外光。在一些实 施例中，多层膜20透射至少75%的所有波长可见光并且反射至少75% 的从850nm至1100nm的红外光。在一些实施例中，多层膜20透射至 少卯％的所有波长可见光并且反射至少90%的从850nm至1100nm的 红外光。多层膜20可以由任何可用的材料形成。
在一些实施例中，多层膜20包括多个金属层的多层Fabry-Perot 千涉滤光片。这些层可以包括任何可用的金属或金属材料，例如金、 银、铜和其氧化物和/或合金。这些多层金属膜具有配合来反射近红外和红外光同时允许可见光透射的多个薄金属层。这些可用的多层
Fabry-Perot干涉过滤膜的实例在美国专利Nos. 4,799,745禾卩6,007,901 中有所描述，它们以与本发明不相冲突的程度以引用方式并入。
在一些实施例中，多层膜20是多层聚合物膜，其包括第一聚合物 材料和第二聚合物材料的多个交替聚合物层，并且交替层的至少一层 是双折射的和取向的，并且交替聚合物层配合来反射红外光，可见光 可透射通过多层聚合物红外光反射膜。这些层具有不同的折射率特性， 从而使得一些红外光在相邻层之间的界面处反射。这些层足够薄，从 而在多个界面处被反射的光发生相长干涉或相消干涉，以使薄膜具有 所需的反射和透射性能。对于设计用于反射在近红外或红外波长处的 光的光学膜，通常每层的光学厚度(即，物理厚度乘以折射率)小于 约1微米。然而，也可以包括较厚的层，如薄膜外表面的表层，或设 置在薄膜内用于将分组的层分隔的保护性边界层。
多层聚合物红外光反射膜的反射和透射性能为各层(即，微层) 的折射率的函数。每一层可至少在薄膜内的局部位置处具有与薄膜厚 度轴相关的面内折射率np ny和折射率nz的特征。这些折射率表示所 讨论的材料对分别沿互相正交的x轴、y轴和z轴偏振的光的折射率。 在实施过程中，折射率是通过恰当的材料选择和加工条件来控制的。 多层聚合物红外光反射膜可通过以下过程制备将通常为数十层或数 百层的两种交替的聚合物A、 B层共挤出，随后可任选地使多层挤出物 通过一个或多个倍增模具，然后对挤出物进行拉伸或以其他方式进行 取向，以形成最终的膜。所得的膜通常由数十或数百个单独的层构成， 调整这些单独层的厚度和折射率，从而在期望的光谱区域内，例如在 可见光区、近红外光区和/或红外光区内提供一个或多个反射谱带。在 具有适当数量的层的情况下，为了获得高反射率，相邻层对沿x-轴的 偏振光优选地呈现至少0.05的折射率差值。在一些实施例中，如果期 望对两个正交偏振状态的光具有高的反射率，则相邻层对于沿着y-轴 的偏振光也应呈现至少0.05的折射率差值。在其他实施例中，折射率差值可以小于0.05或0，以生成反射一个偏振态的垂直入射光并透射
正交偏振态的垂直入射光的多层叠堆。
如果需要，还可以调整相邻层对于沿z轴的偏振光的折射率差值，
从而针对倾斜入射光的p偏振分量获得期望的反射性能。为了方便解
释，在多层光学膜上的任何关注的点处，x轴都将视为在膜的平面内取 向的，使得Anx的值最大。因此，Any的值可以等于或小于(但是不 大于)A&的值。此外，通过要求Anx为非负值，决定选择哪一层材 料层开始计算差值A 、Any、 Anz。换句话讲，形成界面的两层之间 折射率的差值是Anj =nij-n2j，其中j-x、 y或者z，其中层标号l、 2 被选择为使得nlx》n2x， g卩，Anx》0。
为了维持对以倾斜角度入射的p偏振光的高反射率，各层之间的 z轴折射率失配A nz可以被控制为显著小于面内折射率最大差值△ nx， 以使得Anz《0.5*Anx。更优选的是，△ nz《0.25* Anx。数值为0 或接近0的z轴折射率失配可产生这样的层间界面，该界面对于p偏振 光的反射率随着入射角度的变化是常数或者接近常数。此外，可以控 制z-折射率失配Ariz，使之相对于面内折射率差值Anx具有相反的极
性，即Anz < 0。这种条件下产生对于p-偏振光的反射率随着入射角 的增加而增加的界面，如同对于s-偏振光的情况。
多层光学膜已在例如美国专利3,610,724 (Rogers);美国专利 3,711,176 (Alfrey, Jr.等人)的"Highly Reflective Thermoplastic Optical Bodies For Infrared, Visible or Ultraviolet Light (X寸于红夕卜、可见或紫夕卜 光的高反射性热塑性光学主体)"；美国专利4，446，305(Rogers等人)； 美国专利4,540,623 (Im等人);美国专利5,448,404 (Schrenk等人); 美国专利5,882,774 (Jonza等人)的"Optical Film (光学膜)";美 国专利6,045,894 (Jonza等人)的"Clear to Colored Security Film (透 明至彩色安全膜)"；美国专利6，531，230( Weber等人)的"Color Shifting Fikn(色移膜)"；PCT公开WO 99/39224 (Ouderkirk等人)的"InfmredInterference Filter(红外干涉滤光片)"；以及美国专利公开2001/0022982 AI (Neavin等人)的"Apparatus For Making Multilayer Optical Films (用于制作多层光学膜的设备)";2006/0154049 Al (Padiyath等人) 的"Solar Control Multilayer Film (阳光控制多层膜)"中有所描述， 这些专利均以引用方式并入本文。在这种聚合物多层光学膜中，主要 使用聚合物材料或仅使用聚合物材料来构成各个层。此种膜可与大批 量制造工艺兼容，并且可以制造成大型薄片和巻材。
多层聚合物红外光反射膜可以由任何可用的交替聚合物型层的组 合形成。在多个实施例中，交替的聚合物层中的至少一个为双折射的 和取向的。在一些实施例中，交替的聚合物层中的一个是双折射的和 取向的，而交替的聚合物层中的另一个是各向同性的。在一个实施例 中，多层光学膜由包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸 乙二醇酯的共聚物(coPET)的第一聚合物类型的层和包括聚甲基丙烯 酸甲酯(PMMA)或聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物(coPMMA)的第二 聚合物类型的层交替形成。在另一个实施例中，多层聚合物红外光反 射膜由包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的第一聚合物类型的层和包括聚 (甲基丙烯酸甲酯-co-丙烯酸乙酯)的共聚物的第二聚合物类型的层交 替形成。在另一个实施例中，多层聚合物红外光反射膜由包括二醇化 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG-对苯二甲酸乙二醇酯和另一种二醇部 分，例如环己烷二甲醇的共聚物或者二醇化聚对苯二甲酸乙二醇酯的 共聚物(coPETG)的第一聚合物类型的层和包括聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)或聚萘二甲酸乙二醇酯的共聚物(coPEN)的第二聚合物类型 的层交替形成。在另一个实施例中，多层聚合物红外光反射膜由包括 聚萘二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯的共聚物的第一聚合物类 型的层和包括聚甲基丙烯酸甲酯或聚甲基丙烯酸甲酯的共聚物的第二 聚合物类型的层交替形成。交替的聚合物类型层的可用组合在美国专 利6,352,761中有所公开，该文献以引用方式并入本文。
光重定向层30包括形成多个棱镜结构32的主表面31。在一些实施例中，填充层35设置在相邻的棱镜结构32之间形成的空腔内。在 这些实施例中，填充层35的折射率值不同于棱镜结构32的折射率值。 该差值可以为0.05或更大或0.1或更大的值。填充层35可以由任何可 用的可见光透射材料(例如聚合物材料)形成。
在一些实施例中，填充层35能够从多个棱镜结构32干净地移除。 例如，包括填充层35的阳光控制膜10可以涂布到玻璃窗基底上，然 后可以移除填充层35以暴露棱镜结构32。因此，在涂布阳光控制膜 10之前填充层35保护了棱镜结构32，然后如果需要，可以移除填充 层。术语"干净地"移除是指在棱镜结构32上基本上没有填充层35 的残余残留并且在填充层35上也基本上没有棱镜结构32残余残留。 在一些实施例中，填充层35用作有助于形成棱镜结构32的结构模板。
棱镜结构32和/或填充层35可以由任何可用的可聚合组合物形 成。在多个实施例中，棱镜结构32和/或填充层35由不同的可聚合组 合物形成。在一些实施例中，可聚合组合物由单体(包括单、双或更 高官能的单体)和/或低聚物形成，并且在一些实施例中，由具有高折 射率(例如，大于约1.4或大于约1.5)的那些单体或低聚物形成。可 以使用UV辐射聚合单体和/或低聚物。合适的材料包括(甲基)丙烯 酸酯、卣化衍生物、远螯衍生物等，例如在美国专利Nos. 4,568,445、 4，721，377、 4,812,032、 5,424,339和6，355，754中描述的那些；所有以引 用方式并入本文中。在一些实施例中，可聚合的组合物包括聚酯(例 如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯)、基于萘二甲酸的
共聚酯或聚酯共混物；聚碳酸酯；聚苯乙烯；苯乙烯-丙烯腈；乙酸纤 维素；聚醚砜；聚(甲基)丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯)；聚 氨酯；聚氯乙烯；聚环烯烃；聚酰亚胺；玻璃；或它们的组合或共混 物。可聚合的组合物还可以包括含萘二甲酸酯(naphthalate)的多层光 学膜，如在美国专利申请No. 6，111，696中描述的，其以引用方式并入 本文中。在一些实施例中，棱镜结构32的可聚合组合物在美国专利公开
No., 2005/0147838中有所描述，其以引用方式并入本文中。该可聚合 的组合物包括含2-丙烯酸(l-甲基亚乙基)二 9 (2,6-二溴基-4,1-亚苯 基)氧代(2-羟基-3，1-丙二基))酉旨(2-propenoic acid， (l-methylethylidene)bis9(2,6-dibromo-4,l-phenylene)oxy(2勿droxy-3，l-p rop-anediyl)) ester)的主要部分、三(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、以及 (甲基)丙烯酸苯氧乙酯的第一单体。
在多个实施例中，棱镜结构32为线性棱镜结构或锥形棱镜结构。 在一些实施例中，棱镜结构32为线性棱镜结构和非线性或间断线性棱 镜结构32。棱镜结构32重定向至少一部分透射通过多层膜20的可见 光。在多个实施例中，至少50%的透射通过多层膜20的可见光被光重 定向层30重定向。在多个实施例中，多个棱镜结构32配合以沿基本 相同的一个或多个方向定向入射光的至少一部分。这种光重定向效应 归因于在棱镜表面界面处的折射。
示例性的棱镜结构32为规则的锐利尖端棱镜结构32，然而应当 理解根据需要棱镜结构32可以具有任何可用的构造，例如尖锐尖端 (shape tip)、圆形尖端和/或截头尖端。根据需要，棱镜结构32可以 具有可变的高度、空间上可变的间距或空间上可变的面角。在一些实 施例中，棱镜结构32的间距和高度在50至2000微米或50至1000微 米的范围内。
在一些实施例中，红外光吸收层50设置在多层膜20上。在这些 实施例中，红外光吸收层50包括分散在固化的聚合物粘结剂中的金属 氧化物。在一些实施例中，红外光吸收层50具有从1到20微米、或 从1到10微米、或从1到5微米的厚度范围。该红外光吸收层50可 以包括多个金属氧化物纳米粒子。金属氧化物纳米粒子的部分列表包 括锡、锑、铟和锌的氧化物和掺杂型氧化物。在一些实施例中，金属 氧化物纳米粒子包括氧化锡、氧化锑、氧化铟、掺杂铟的氧化锡、掺
14杂锑的氧化铟锡、氧化锑锡、掺杂锑的氧化锡或它们的混合物。在一 些实施例中，金属氧化物纳米粒子包括氧化锡或掺杂型氧化锡，还可 任选地包括氧化锑和/或氧化铟。聚合物粘合剂层包括分散在聚合物粘 合剂层中的红外线辐射吸收性纳米粒子。红外线辐射吸收性纳米粒子 可以包括优先吸收红外线辐射的任何材料。适用材料的示例包括金属 氧化物(例如锡、锑、铟和锌的氧化物)以及掺杂型氧化物。在某些 情况下，金属氧化物纳米粒子包括氧化锡、氧化锑、氧化铟、掺杂铟 的氧化锡、掺杂锑的氧化铟锡、氧化锑锡、掺杂锑的氧化锡或它们的 混合物。在一些实施例中，金属氧化物纳米粒子包括氧化锑(ATO)
和/或氧化铟锡(ITO)。在一些情况下，红外线辐射吸收性纳米粒子可 以包括六硼化镧或LaB6或由六硼化镧或LaB6形成。
六硼化镧是高效的近红外线(NIR)吸收剂，其吸收带谱的中心在 卯0nm处。红外线辐射吸收性纳米粒子的粒度可以为使得它们不会实 质上影响聚合物粘结剂层的可见光透射性。在某些情况下，红外线辐 射吸收性纳米粒子可以具有任何可用的粒度，例如1至100纳米、或 30至100纳米、或30至75纳米。
纳米粒子可以具有任何可用粒度，例如，1至100纳米、或30至 100纳米、或30至75纳米。在一些实施例中，金属氧化物纳米粒子包 括分散在聚合物材料中的氧化锑锡或掺杂型氧化锑锡。该聚合物材料 可以是任何可用的粘结剂材料，例如，聚烯烃、聚丙烯酸酯、聚酯、 聚碳酸酯、含氟聚合物等。
在一些实施例中，红外光吸收层50粘结剂为可用作硬涂层的固化 聚合物材料。适合形成红外线吸收性纳米粒子层的聚合物粘结剂包括 丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体的热和/或紫外聚合(即固化的)产物。 适合的固化粘结剂为以下物质的热和/或紫外聚合产物溴化烷基取代 的丙烯酸苯酯或甲基丙烯酸苯酯(如，丙烯酸4,6-二溴-2-仲丁基苯酯)、 甲基苯乙烯单体、溴化环氧二丙烯酸酯、丙烯酸2-苯氧乙酯以及六官
15能团芳香族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，它们在美国专利No. 6,355,754中 有所描述，该专利以引用的方式并入本文。虽然大多类型的能量可聚 合的远螯单体和低聚物可用于形成这些聚合物粘结剂，但丙烯酸酯因 其高的反应性而成为优选。可固化粘结剂组合物应具有易流动的粘度， 这种粘度应足够低以使得此组合物不会夹带气泡。反应性的稀释剂可 为单官能或双官能的单体，例如为可得自宾夕法尼亚州爱克斯顿巿沙 多玛公司(Sartomer Co., Exton， Pa)的SR-339、 SR-256、 SR-379、 SR-395、 SR-440、 SR-506、 CD-611、 SR-212、 SR-230、 SR-238禾B SR-247。代 表性的可用低聚物和低聚物的共混物包括可得自宾夕法尼亚州爱克斯 顿市沙多玛公司(Sartomer Co" Exton， Pa)的CN-120、 CN-104、 CN-115 、 CN-116、 CN-117、 CN-118、 CN-119、 CN-970A60、 CN-972、 CN-973A80、 CN-975,以及可得自乔治亚州士麦那市特种表面技术公司(Surface Specialties, Smyrna, Ga)的Ebecryl 1608、 3200、 3201、 3302、 3605、 3700、 3701、 608、 RDX-51027、 220、 9220、 4827、 4849、 6602、 6700-20丁。
另外，多官能的交联剂可有助于形成耐用的高交联密度复合基质。多 官能单体的示例包括可得自宾夕法尼亚州爱克斯顿巿沙多玛公司
(Sartomer Co" Exton, Pa)的SR-295、 SR-444、 SR-351 、 SR-399、 SR-355 和SR-368,以及可得自乔治亚州士麦那市特种表面技术公司(Surface Specialties, Smyrna, Ga)的PETA-K、 PETIA和TMPTA-N。多官能单 体可用作交联剂以增加粘结剂聚合物的玻璃化转变温度，所述粘结剂 聚合物由可聚合组合物的聚合产生。
红外光吸收层50粘结剂可以形成硬树脂或硬涂层。术语"硬树脂" 或"硬涂层"是指所得的固化的聚合物按照ASTMD-882-91方法评价 时，呈现出的断裂伸长率小于50%、或40%、或30%、或20%、或10%、 或5%。在一些实施例中，当按照ASTM D-882-91方法评价时，硬树 脂聚合物可呈现出大于100kpsi (6.89xl0.sup.8帕斯卡)的拉伸模量。 在一些实施例中，当按照ASTMD 1044-99使用泰伯(Taber)磨耗试 验机在500g的负荷和50次循环下测试时，硬树脂聚合物可呈现出小 于10%或小于5%的雾度值(雾度可使用马里兰州毕克-加特纳公司(BYK- Gardner, Md)的Haze-Gard Plus雾度计测量)。
在一些红外光吸收层50的实施例中，金属氧化物纳米粒子包括分 散在聚合物材料中的氧化铟锡或掺杂型氧化铟锡。纳米粒子层可具有 任何可用的厚度，例如为从1到10或从2到8微米。纳米粒子层可以 包括的纳米粒子可为任何可用的填充率或重量％，例如为30到90重量 %、 40到80重量％或50到80重量％。在多个实施例中，纳米粒子层 是非导电的。纳米粒子组合物可从例如韩国的Advanced Nano Products 有限公司商购获得，商品名为TRB-PASTE.TM. SM6080(B) 、 SH7080、 SL6060。在另一个实施例中，金属氧化物纳米粒子包括氧化锌和/或氧 化铝，这些氧化物可得自德国的G伍Metalle und Materialien有限公司。
阳光控制膜10可以包括在阳光控制膜的任一暴露表面上的粘合 剂层，例如压敏粘合剂层(具有可选的隔离衬片)。压敏粘合剂(PSA) 层IIO (图2)可以为使得阳光控制多层膜固定到玻璃窗基底(例如玻 璃)的任何类型的粘合剂。为将阳光控制膜附连到玻璃上，阳光控制 膜的一个表面涂覆有压敏粘合剂(PSA)，并且在将膜应用到玻璃之前 从PSA移除防粘片层。
可将紫外光吸收添加剂掺入到PSA中。紫外光吸收剂可以包括苯 并三唑、苯并三嗪(benzatriazine) 、 二苯甲酮(benizophenone)或它 们的组合；或其可以是在美国2004/0241469 Al;美国2004/10242735 Al;以及美国专利No. 6,613,819 B2中描述的那些的任何一种，所有专 利在与本发明不相冲突的前提下以引用方式并入本文。 一些示例包括 CGL 139、 CGL 777以及Tinuvin 327、 460、 479、 480、 777、 900和 928，这些均得自汽巴精化有限公司(Ciba Specialty Chemicals)。
在多个实施例中，PSA为光学透明的PSA膜，例如聚丙烯酸酯压 敏粘合剂。压敏胶带委员会(Pressure-Sensitive Tape Council)已限定 压敏粘合剂为具有下列性能的材料(l)有力且持久的粘着性，(2)用不超过手指的压力粘附，(3)足以保持在附着物上的能力，(4)足够的粘合
强度并且(5)不需要用能源活化。PSA在组装温度下通常是发粘的，该 温度通常为室温或更高温度。已发现的非常适合用作PSA的材料为经
设计和配制以呈现出必需的粘弹性的聚合物，从而获得组装温度下的
粘性、剥离附着力和剪切保持力之间达到所需平衡。制备PSA最常用 的聚合物为基于天然橡胶、合成橡胶(如苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR) 和苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)嵌段共聚物)、硅氧垸弹性体、聚 a-烯烃和多种(甲基)丙烯酸酯(如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)型的 聚合物。在这些聚合物中，(甲基)丙烯酸酯型聚合物PSA演化为本 发明优选类别的PSA，这是因为其具有光学清晰度、随时间推移的特 性持久性(老化稳定性)、以及粘合力水平的多样性，这仅是其中的 几个优点。
上述防粘衬片可由任何可用的材料形成，例如为聚合物或纸张， 并且可以包括防粘涂层。可用于防粘涂层的适合材料包括(但不限于) 氟聚合物、丙烯酸类树脂以及硅氧烷，这些材料被设计为便于将隔离 衬片从粘合剂上剥离。
阳光控制膜IO可以包括一个或多个另外的功能性层。另外的层可 以包括例如降低眩光的偏振层或散射光的漫射层。
图2为示例性阳光控制玻璃窗单元100的示意性剖视图。示例性 的玻璃窗单元100包括第一玻璃窗基底120和第二玻璃窗基底130，然 而设想了可以利用单个玻璃窗基底。第一玻璃窗基底120包括内表面 121和外表面122。第二玻璃窗基底130包括内表面131和外表面132。 上述阳光控制膜IO通过如上所述的粘合剂层IIO固定到第一玻璃窗基 底120的内表面121。示例性的阳光控制玻璃窗单元100为隔热玻璃窗 单元，其中阳光控制膜10固定在玻璃基底120、 130之间，并且玻璃 基底120、 130在玻璃基底120、 130之间形成密封气体空间140。在一个实施例中，玻璃窗基底120、 130设置在多层膜20和光重 定向层30之间，形成阳光控制层合物。多层膜20和光重定向层30可 以通过上述任何粘合剂或粘合促进层粘附到玻璃窗基底120、 130。
在多个实施例中，阳光控制膜10仅设置在玻璃窗单元的一部分 上。例如，阳光控制膜IO仅设置在玻璃基底的表面积的一部分上。在 一些实施例中，阳光控制膜10设置在玻璃基底的小于75%的表面积上， 或玻璃基底的小于50%的表面积上。
第一玻璃窗基底120和第二玻璃窗基底可以130由任何适用的玻 璃窗材料形成。在一些情况下，玻璃窗基底可以从在包括可见光的特 定波长处具有理想光学性能的材料中选取。在一些情况下，玻璃窗基 底可以从能透射可见光谱内大部分光的材料中选取。在一些情况下， 第一玻璃窗基底和/或第二玻璃窗基底可以分别选自诸如玻璃、石英、 蓝宝石等材料。在特定情况下，第一玻璃窗基底和第二玻璃窗基底可 以均为玻璃。
图3为具有示例性光重定向系统200的室内空间210的示意图。 系统200包括玻璃基底120、设置在玻璃基底120上的光重定向阳光控 制膜10、以及被布置以接纳由光重定向阳光控制膜IO透射的光的漫射 体220。玻璃基底120可为如上所述的绝缘玻璃窗单元100的元件。内 部空间210可包括外墙214和天花板212。绝缘玻璃窗单元100示出设 置在外墙内，并且漫射体220设置在天花板上。因此，示例的系统200 具有玻璃基底120 (以及光重定向阳光控制膜10)和彼此基本正交布 置的漫射体220。
入射的太阳光250照射在光重定向阳光控制膜10上并反射红外光 (以光线251示出)的相当大一部分。透射通过光重定向阳光控制膜 10的可见光与入射的太阳光250的方向成一角度被光重定向层重定向 至内部空间210。该重定向光252的一部分入射到漫射体220上，并且200880017044.8 反射该重定向光252。因此，该系统将可见 光重定向至内部空间210，而不提供红外光(如，热量)进入内部空间 210。
因此，本发明公开了光重定向太阳控制膜的实施例。本领域技术 人员将会意识到除了本发明所公开的那些实施例之外的实施例。所公 开的实施例出于示例目的而不是限制目的来提供，并且本发明仅由所 附权利要求限定。
权利要求
1.一种光重定向阳光控制膜，包括多层膜，所述多层膜透射可见光并反射红外光；以及光重定向层，所述光重定向层与所述多层膜相邻形成光重定向阳光控制膜，所述光重定向层包括形成多个棱镜结构的主表面。
2. 根据权利要求1所述的光重定向阳光控制膜，其中所述多层膜为多层聚合物膜。
3. 根据权利要求l所述的光重定向阳光控制膜，其中所述多层膜包括多个金属层。
4. 根据权利要求1所述的光重定向阳光控制膜，其中所述光重定 向层包括形成多个线性棱镜结构的主表面。
5. 根据权利要求l所述的光重定向阳光控制膜，其中所述光重定 向层包括形成多个锥形棱镜结构的主表面。
6. 根据权利要求l所述的光重定向阳光控制膜，还包括填充层， 所述填充层设置在所述棱镜结构上，填充在相邻棱镜结构之间形成的 空腔的至少一部分，其中所述填充层的折射率值不同于所述棱镜结构 的折射率值。
7. 根据权利要求l所述的光重定向阳光控制膜，其中所述光重定 向层包括形成多个截头棱镜结构的主表面。
8. 根据权利要求2所述的光重定向阳光控制膜，其中所述多层聚 合物红外光反射膜包括第一聚合物材料和第二聚合物材料的多个交替 聚合物层，并且所述交替层的至少一个为双折射的和取向的，并且所述交替聚合物层配合来反射红外光，并且可见光透射通过所述多层聚 合物红外光反射膜。
9. 根据权利要求l所述的光重定向阳光控制膜，还包括与所述多 层聚合物膜相邻设置的吸收红外光的纳米粒子层。
10. 根据权利要求9所述的光重定向阳光控制膜，其中所述吸收红外光的纳米粒子层包括六硼化镧、氧化锑锡或氧化铟锡。
11. 根据权利要求1所述的光重定向阳光控制膜，还包括设置在 所述多层膜和所述光重定向层之间的粘合剂层，所述粘合剂层包括吸 收紫外光的材料。
12. 根据权利要求1所述的光重定向阳光控制膜，还包括设置在 所述多层膜和所述光重定向层之间的玻璃窗基底。
13. —种光重定向阳光控制玻璃窗单元，包括 第一玻璃窗基底；以及光重定向阳光控制膜，所述光重定向阳光控制膜设置在所述第一 玻璃窗基底上，所述光重定向阳光控制膜包括多层膜，所述多层膜透射可见光并反射红外光；以及 光重定向层，所述光重定向层与所述多层膜相邻形成光重定 向阳光控制膜，所述光重定向层包括形成多个棱镜结构的主表面。
14. 根据权利要求13所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，其中 所述多层膜为多层聚合物膜。
15. 根据权利要求13所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，还包 括设置在所述多层膜和所述第一玻璃窗基底之间的粘合剂层，并且所 述粘合剂层包括吸收紫外光的材料。
16. 根据权利要求13所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，其中 所述第一玻璃窗基底具有表面积值，并且所述漫射阳光控制膜仅设置 在所述表面积值的一部分上。
17. 根据权利要求13所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，还包括第二玻璃窗基底，并且所述光重定向阳光控制膜设置在所述第一玻 璃窗基底和所述第二玻璃窗基底之间。
18. 根据权利要求n所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，其中 所述光重定向阳光控制玻璃窗单元为隔热玻璃窗单元，所述隔热玻璃 窗单元包括在所述第一玻璃窗基底和所述第二玻璃窗基底之间的密封 气体空间。
19. 根据权利要求14所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，其中 所述多层聚合物红外光反射膜包括第一聚合物材料和第二聚合物材料 的多个交替聚合物层，并且所述交替层的至少一个为双折射的和取向 的，并且所述交替聚合物层配合来反射红外光，并且可见光透射通过 所述多层聚合物红外光反射膜。
20. 根据权利要求13所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，其中 所述光重定向层包括形成多个线性棱镜结构的主表面。
21. 根据权利要求13所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，其中 所述光重定向层包括形成多个锥形棱镜结构的主表面。
22. 根据权利要求13所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，还包 括填充层，所述填充层设置在所述棱镜结构上，填充在相邻棱镜结构 之间形成的空腔的至少一部分，其中所述填充层的折射率值不同于所 述棱镜结构的折射率值。
23.根据权利要求22所述的光重定向阳光控制玻璃窗单元，其中 所述填充层能够从所述棱镜结构干净地移除。
24. —种光重定向阳光控制系统，包括 玻璃窗基底；光重定向阳光控制膜，所述光重定向阳光控制膜设置在所述玻璃窗基底上，所述光重定向阳光控制膜包括多层膜，所述多层膜透射可见光并反射红外光，和 光重定向层，所述光重定向层与所述多层膜相邻形成光重定向阳光控制膜，所述光重定向层包括形成多个棱镜结构的主表面；以及漫射体，所述漫射体被布置以接收由所述光重定向阳光控制膜透 射的光。
25.根据权利要求24所述的光重定向阳光控制系统，其中所述玻 璃窗基底与所述漫射体正交布置。
全文摘要
一种光重定向阳光控制膜，包括透射可见光并反射红外光的多层膜以及与所述多层膜相邻形成光重定向阳光控制膜的光重定向层。所述光重定向层包括形成多个棱镜结构的主表面。
文档编号G02B5/20GK101680981SQ200880017044
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月2日 优先权日2007年5月23日
发明者奥莱斯特·小本森, 拉古纳特·帕蒂亚, 道格拉斯·A·亨特利 申请人:3M创新有限公司