“ARTIGO DE PELÍCULA DE MULTICAMADAS E ARTIGO DE CONTROLE DE LUZ COMPREENDENDO O MESMO PARA BLOQUEAR A LUZ INFRAVERMELHA DE UMA FONTE DE LUZ INFRAVERMELHA” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se genericamente a película de multicamadas de controle solar. A presente invenção mais particularmente refere-se a película de multicamadas de controle solar, que inclui nanopartículas absorvedoras de infravermelho.
As película de plástico tingidas e revestidas por vácuo foram aplicadas a janelas para reduzir a carga térmica devida ao sol. Para reduzir a carga térmica, a transmissão solar é bloqueada nas partes visíveis ou infravermelhas do espectro solar (isto é, em comprimentos de onda variando de 400 nm a 2500 nm ou mais).
Principalmente através da absorção, as película tingidas podem controlar a transmissão da luz visível e, conseqüentemente, fornecer redução do brilho. Entretanto, as películas tingidas geralmente não bloqueiam a energia solar próxima do infravermelho e, conseqüentemente, não são completamente eficazes como películas de controle solar. As películas tingidas também com freqüência desbotam-se com a exposição solar. Além disso, quando as películas são coloridas com múltiplos corantes, os corantes com freqüência desbotam-se em diferentes taxas, provocando uma indesejada mudança de cor durante a vida da película.
Outras película de janela conhecidas são fabricadas usando-se metais cinzas depositados por vácuo, tais como ácido inoxidável, ligas de inconel, monel, cromo ou nicromo. As películas de metal cinza depositadas oferecem aproximadamente os mesmos graus de transmissão nas partes visíveis e infravermelhas do espectro solar. Como resultado, as película metálicas cinzas são uma melhoria em relação às películas secas com respeito. metálicas cinzas são uma melhoria em relação às películas secas com respeito ao controle solar. As películas metálicas cinzas são relativamente estáveis quando expostas à luz, oxigênio e/ou umidade e, nesses casos em que a transmissão dos revestimentos aumenta devido à oxidação, as mudanças de cor não são geralmente detectáveis. Após a aplicação em vidro transparente, os metais cinzas bloqueiam a transmissão da luz em quantidades aproximadamente iguais de reflexão e absorção solar.
As camadas depositadas por vácuo, tais como prata, alumínio e cobre, controlam a radiação solar principalmente pela reflexão e são úteis somente em um número limitado de aplicações, devido ao elevado nível de refletância visível. Um grau modesto de seletividade (isto é, mais elevada transmissão visível do que transmissão infravermelha) é propiciado por certos materiais reflexivos, tais como cobre e prata.
Ha necessidade de película de controle solar aperfeiçoada, que tenha uma elevada transmissão de luz visível e substancialmente bloqueie a radiação infravermelha.
SUMÁRIO
Geralmente, a presente invenção refere-se a película de multicamadas de controle solar. A presente invenção mais particularmente refere-se a película de multicamadas de controle solar, que inclui nanopartículas absorvedoras de infravermelho.
Em uma forma de realização, um artigo de película de multicamadas é descrito. O artigo de película de multicamadas inclui uma película de multicamadas reflexiva de luz infravermelha, tendo camadas altemantes de uma primeiro tipo de polímero e um segundo tipo de polímero, uma camada de nanopartícula absorvedora de luz infravermelha, incluindo uma pluralidade de nanopartículas de óxido metálico dispersas em um aglutinante polimérico curado e tendo uma espessura em uma faixa de 1 a 20 micrômetros. A camada de nanopartículas sendo disposta adjacente à película de multicamadas. As nanopartículas de óxido metálico incluem óxido de estanho ou óxido de estanho dopado.
Em uma outra forma de realização, um artigo de controle de luz, para bloquear luz infravermelha de uma fonte de luz vermelha, inclui uma película de multicamadas refletora de luz infravermelha, tendo camadas altemantes de um primeiro tipo de polímero e um segundo tipo de polímero, e uma luz infravermelha, absorvedora de camada de nanopartículas, adjacente à película de multicamadas. A camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha inclui uma pluralidade de nanopartículas de óxido metálico dispersas em um aglutinante polimérico curado. O óxido metálico inclui óxido de estanho ou óxido de estanho dopado e a camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha tem uma espessura em uma faixa de 1 a 20 micrômetros. A película de multicamadas refletora de luz infravermelha é disposta entre uma fonte de luz infravermelha e a camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha. Um substrato de vidro é disposto adjacente à camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha ou à película de multicamadas refletora de luz infravermelha.
Em outra forma de realização, um artigo de película de multicamadas inclui uma película de multicamadas refletora de luz infravermelha, tendo camadas altemantes de um primeiro tipo de polímero e um segundo tipo de polímero e uma camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha, tendo uma pluralidade de nanopartículas de óxido metálico, dispersas em um aglutinante polimérico curado. A camada de nanopartículas é disposta adjacente à película de multicamadas e tem uma espessura em uma faixa de 1 a 20 micrômetros. A película de multicamadas tendo uma transmissão de luz visível média de pelo menos 45% e uma transmissão infravermelha média para 780 nm a 2500 nm de luz de menos do que 15%.
Estes e outros aspectos do presente pedido será evidente pela descrição detalhada abaixo. Em nenhum caso, entretanto, deve os resumos acima serem interpretados como limitações do assunto reivindicado, assunto este definido unicamente pelas reivindicações anexas, que podem ser emendadas durante o processamento.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS O presente pedido pode ser mais completamente entendido em consideração à seguinte descrição detalhada de várias formas de realização da invenção, com relação aos desenhos anexos, em que: A Fig. IA são espectros de transmissão e reflexão óptica da película preparada de acordo com o Exemplo 1, com o lado adesivo voltado para a fonte de luz; A Fig. 1B são espectros de transmissão e reflexão óptica da película preparada de acordo com o Exemplo 1, laminada em um vidro transparente de 3 mm, com o lado adesivo voltado para o sol; A Fig. 1C são espectros de transmissão e reflexão óptica da película preparada de acordo com o Exemplo 1, laminada em um vidro transparente de 3 mm, com o lado adesivo para longe do sol; A Fig. 2 são espectros de transmissão e reflexão óptica da película preparada de acordo com o Exemplo 2 - Exemplo Comparativo 1; A Fig. 3 são espectros de transmissão e reflexão óptica da película preparada de acordo com o Exemplo 3 - Exemplo Comparativo 2; A Fig. 4 é uma vista em perspectiva de uma película de multicamadas; A Fig. 5 ilustra esquematicamente uma forma de realização de um artigo de película de multicamadas de controle solar; e A Fig. 6 ilustra esquematicamente uma forma de realização de um artigo de película de multicamadas de controle solar.
Embora a invenção seja receptiva a várias modificações e formas alternativas, específicas delas foram mostradas como exemplo nos desenhos e serão descritas em detalhe. Deve ser entendido, entretanto, que a invenção não é para limitar a invenção às formas de realização particulares descritas. Ao contrário, a intenção é cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas situando-se dentro do espírito e escopo da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA A película de multicamadas de controle solar da presente invenção acredita-se ser aplicável a uma variedade de aplicações necessitando controle solar, incluindo, por exemplo, aplicações arquiteturais e de transporte. Em algumas formas de realização, o artigo de película de multicamadas de controle solar inclui uma camada de nanopartículas absorvedora de infravermelho, disposta em uma película de multicamadas refletora de infravermelho. Em outras formas de realização, o artigo de película de multicamadas de controle solar inclui uma película de multicamadas refletora de infravermelho disposta entre uma camada de nanopartículas absorvedora de infravermelho e uma camada adesiva. A película de controle solar pode ser aderida a um substrato óptico, tal como, por exemplo, um substrato de vidro. Estes exemplos e os exemplos examinados abaixo, suprem uma apreciação da aplicabilidade da película de multicamadas de controle solar descrita, porém não devem ser interpretados em um sentido limitativo. O termo “polímero” ou “polimérico” será entendido como incluindo polímeros, copolímeros (p. ex., polímeros formados utilizando-se dois ou mais diferentes monômeros), oligômeros e suas combinações, bem como polímeros, oligômeros ou copolímeros. Copolímeros tanto em bloco como aleatórios são incluídos, a menos que de outro modo indicado. A menos que de outro modo indicado, todos os números expressando tamanhos, quantidades e propriedades físicas características, usadas no relatório e reivindicações, devem ser entendidos como sendo modificados em todos os exemplos pelo termo “cerca de”. Desta maneira, a menos que indicado ao contrário, os parâmetros numéricos expostos no relatório precedente e reivindicações anexas são aproximações que podem variar, dependendo das propriedades desejadas que aqueles hábeis na arte procuraram obter, utilizando os ensinamentos aqui descritos.
Percentagem em peso, % p, porcentagem por peso, % em peso e similares são sinônimos que se referem à concentração de uma substância, como o peso dessa substância, dividido pelo peso da composição e multiplicado por 100. O termo “adjacente” refere-se a um elemento estando em estreita proximidade de outro elemento e inclui os elementos se tocando e inclui ainda os elementos sendo separados por uma ou mais camadas dispostas entre os elementos. A citação das faixas numéricas por pontos finais inclui todos os números subsomados dentro daquela faixa (p. ex., 1 a 5 inclui 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 e 5) e qualquer faixa dentro dessa faixa.
Como usado neste relatório e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um”, “uma” e “o”, “a” incluem referentes plurais, a menos que o conteúdo dite claramente de outro modo. Assim, por exemplo, referência a uma composição contendo “uma camada de nanopartícula” inclui duas ou mais camadas de nanopartículas. Como usado neste relatório e nas reivindicações anexas, o termo “ou” é geralmente empregado em seu sentido incluindo “e/ou”, a menos que o conteúdo claramente indique de outro modo.
Esta descrição geralmente descreve película de multicamada que inclui uma camada de nanopartícula absorvente, disposta sobre película de multicamadas polimérica. Em muitas formas de realização uma película de multicamadas refletoras de luz infravermelho tem camadas alternativas de um primeiro tipo de polímero e um segundo tipo de polímero e uma camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha é adjacente à película de multicamadas. A camada de nanopartículas inclui uma pluralidade de nanopartículas de óxido metálico. Em algumas formas de realização, a película de multicamadas é disposta adjacente a um substrato óptico, tal como vidro, para formar um artigo de controle solar. Em algumas formas de realização, a película de multicamadas tem uma transmissão de luz visível média de pelo menos 45% e uma transmissão de infravermelho média para luz de 780 nm a 2500 nm menor do que 15%.
As Figs. 1A-1C, 2 e 3 são espectros de transmissão e reflexão óptica de películas preparadas de acordo com os Exemplos 1-3. A Fig. 4 ilustra a película óptica de multicamadas 20. A película inclui camadas individuais 22, 24. As camadas têm diferentes características de índice refrativo, de modo que alguma luz é refletida nas interfaces entre camadas adjacentes. As camadas são suficientemente finas, de modo que a luz refletida em uma pluralidade das interfaces sofre interferência construtiva ou destrutiva, a fim de dar à película as desejadas propriedades reflexivas ou transmissivas. Para películas ópticas projetadas para refletir luz em comprimentos de onda ultravioleta, visível ou próximas do infravermelho, cada camada geralmente tem uma espessura óptica (isto é, uma espessura física multiplicada pelo índice refrativo) menor do que cerca de 1 micrômetro. Camadas mais grossas podem, entretanto, também ser incluídas, tais como camadas de pele nas superfícies externas da película, ou camadas limitantes protetoras, dispostas dentro da película que separa pacotes de camadas.
As propriedades reflexivas e transmissivas da película óptica de multicamadas 20 são função dos índices refrativos das respectivas camadas (isto é, microcamadas). Cada camada pode ser caracterizada pelo menos em posições localizadas da película por índices refrativos em plano nx, ny e um índice refrativo nz associado com um eixo geométrico de espessura da película. Estes índices representam o índice refrativo do material do assunto para luz polarizada ao longo dos eixos-x, y e z ortogonais, respectivamente (vide Fig. 4). Na prática, os índices refrativos são controlados por criteriosa seleção de materiais e condições de processamento. A película 20 pode ser produzida por co-extrusão tipicamente de dezenas de centenas de camadas de dois polímeros alternativos A, B, seguido, opcionalmente, pela passagem do extrusado de multicamadas através de uma ou mais matrizes de multiplicação e em seguida estirando-se ou de outro modo orientando-se o extrusado para formar uma película final. A película resultante é composta tipicamente de dezenas ou centenas de camadas individuais, cujas espessuras e índices refrativos são adaptados para fornecer uma ou mais bandas de reflexão na(s) região(ões) desejadas do espectro, tais como na visível, próxima do infravermelho e/ou infravermelha. A fim de obter-se altas refletividades com um razoável número de camadas, as camadas adjacentes preferivelmente exibem uma diferença de índice refrativo (Anx) para luz polarizada, ao longo do eixo-x de pelo menos 0,05. Em algumas formas de realização, se a alta refletividade for desejada para duas polarizações ortogonais, então as camadas adjacentes também exibem uma diferença de índice refrativo (Any) para luz polarizada ao longo do eixo-y de pelo menos 0,05. Em outras formas de realização, a diferença de índice refrativo Any pode ser menor do que 0,05 ou 0, para produzir uma pilha de multicamadas que reflita a luz normalmente incidente de um estado de polarização e transmita normalmente a luz incidente de um estado de polarização ortogonal.
Se desejado, a diferença de índice refrativo (Anz) entre as camadas adjacentes para luz polarizada ao longo do eixo-z pode também ser adaptada para obterem-se desejáveis propriedades de refletividade para o componente de polarização-p da luz obliquamente incidente. Para facilidade de explicação, em qualquer ponto de interesse de uma película óptica de multicamadas, o eixo-x será considerado ser orientado dentro do plano da película, de modo que a magnitude do Δηχ seja um máximo. Em conseqüência, a magnitude de Δηγ pode ser igual a ou menor do que (mas não maior do que) a magnitude de Δηχ. Outrossim, a seleção de cuja camada de material, para começar com o cálculo das diferenças de Δηχ, Δηγ, Δηζ, é ditada exigindo-se que Δηχ não seja negativo. Em outras palavras, as diferenças de índices refrativos entre as duas camadas formando uma interface são Δη = n^ - n2j, em que j = x, y ou z e em que as designações de camada 1, 2 são escolhidas de modo que nix > n2x, isto é, Δηχ > 0.
Para manter a alta refletividade da luz polarizada-p em ângulos oblíquos de incidência, a desigualdade de índice-z Δηζ entre as camadas pode ser controlada para ser substancialmente menor do que a diferença máxima do índice refrativo em-plano Δηχ, de modo que Δηζ < 0,5* Δηχ. Mais preferivelmente, Δηζ < 0,25 * Δηχ. Uma desigualdade de índice-z de magnitude zero ou próxima de zero produz interfaces entre camadas cuja refletividade para a luz polarizada-p é constante ou próxima de constante, em função do ângulo de incidência. Além disso, a desigualdade de índice-z Δηζ pode ser controlada para ter a polaridade oposta, em comparação com a diferença de índice em-plano Δηχ, isto é, Δηζ < 0. Esta condição produz interfaces cuja refletividade para luz polarizada-p aumenta com os crescentes ângulos de incidência, como é o caso para luz polarizada-s.
Películas ópticas de multicamadas foram descritas, por exemplo, na Patente US 3.610.724 (Rogers); Patente US 3.711.176 (Alfrey, Jr. et al.), “Highly REflective Thermoplastic Optical Bodies for Infrared, Visible ou Ultraviolet Light”; Patente US 4.446.305 (Rogers et al.); Patente US 4.540.623 (Im et al.); Patente US 5.448.404 (Schrenk et al.); Patente US 5.882.774 (Jonza et al.) “Optical Film”; Patente US 6.045.894 (Jonza et al.) “Clear to Colored Security Film”; Patente US 6.531.230 (Weber et al.) “Clor Shifting Film”; Publicação PCT WO 99/39224 (Ouderkirk et al.) “Infrared Interference Filter”; e Publicação de Patente US 2001/0022981 Al (Neavin et al.), “Apparatus For Making Multilayer Optical Films”, todos sendo incorporados aqui por referência. Em tais películas ópticas de multicamadas poliméricas, os materiais poliméricos são usados predominante ou exclusivamente na constituição das camadas individuais. Tais películas podem ser compatíveis com processos de manufatura de elevado volume e podem ser produzidas em grandes folhas e itens de rolo. A película de multicamadas pode ser formada por qualquer combinação útil de camadas de tipo de polímero alternativas. Em muitas formas de realização, pelo menos uma das camadas poliméricas altemantes é birrefdngente e orientada. Em algumas formas de realização, uma das camadas poliméricas altemantes é birrefnngente e orientada e a outra camada polimérica altemante é isotrópica. Em algumas formas de realização, a película óptica de multicamadas é formada por camadas altemantes de um primeiro tipo de polímero, incluindo tereftalato de polietileno (PET) ou copolímero de tereftalato de polietileno (coPET) e um segundo tipo de polímero incluindo poli(metil metacrilato) (PMMA) ou um copolímero de pol(metil metacrilato) (coPMAA). Em outra forma de realização, a película óptica de multicamadas é formada por camadas altemantes de um primeiro tipo de polímero, incluindo tereftalato de polietileno e um segundo tipo de polímero incluindo um copolímero de poli(metil metacrilato e etil acrilato). Em outra forma de realização, a película óptica de multicamadas é formada por camadas altemantes de um primeiro tipo de polímero, incluindo cicloexanodimetanol (PETG) ou um copolímero de cicloexanodimetanol (coPETG) e segundo tipo de polímero incluindo naftalato de polietileno (PEN) ou um copolímero de naftalato de polietileno (coPEN). Em outra forma de realização, a película óptica de multicamadas é formada por camadas altemantes de um primeiro tipo de polímero, incluindo naftalato de polietileno ou um copolímero de naftalato de polietileno e um segundo tipo de polímero incluindo pol(metil metacrilato) ou um copolímero de poli(metil metacrilato). Combinação útil de camadas de tipo de polímero altemantes são descritas na US 6.352.761, que é incorporada aqui por referência. A Fig. 5 ilustra esquematicamente uma forma de realização de um artigo de película de multicamadas de controle solar 100. A película 100 inclui uma película de multicamadas refletora de luz infravermelha 110, tendo camadas altemantes de um primeiro tipo de polímero e um segundo tipo de polímero, como descrito acima. Uma camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha 120 é disposta adjacente a película de multicamadas 110. Uma camada sensível à pressão 130 é disposta na película de multicamadas 110. Uma camada de liberação ou substrato óptico 140 é disposto sobre a camada adesiva sensível à pressão 130. Uma camada de revestimento duro opcional 150 é disposta adjacente à película de multicamadas 110.
Em muitas formas de realização, a película 100 inclui uma película de multicamadas refletora de luz infravermelha 110, tendo camadas alternativas de um primeiro tipo de polímero e um segundo tipo de polímero, como descrito acima e uma camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha 120 é disposta adjacente à película de multicamadas 110. Nestas formas de realização, a camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha 120 inclui um óxido metálico disperso dentro de um aglutinante polimérico curado. Em algumas formas de realização, esta camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha 120 tem uma espessura em uma faixa de 1 a 20 micrômetros ou de 1 a 10 micrômetros ou de 1 a 5 micrômetros. Uma camada sensível à pressão 130 é disposta na película de multicamadas 110. Uma camada de liberação ou substrato óptico 140 é disposto sobre a camada adesiva sensível à pressão 130. Nestas formas de realização, a camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha 120 também funciona como uma camada de revestimento duro. A Fig. 6 ilustra esquematicamente outra forma de realização de um artigo de película de multicamadas de controle solar 200. A película 200 inclui uma película de multicamadas refletora de luz infravermelha 210, tendo camadas altemantes de um primeiro tipo de polímero e um segundo tipo de polímero, como descrito acima. Uma camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha 220 é disposta adjacente à película de multicamadas 210. Uma camada adesiva intermediária opcional 270 é disposta entre a camada de nanopartícula 220 e a película de multicamadas 210. Uma camada sensível à pressão 230 é disposta na película de multicamadas 210. Uma camada de liberação ou substrato óptico 240 é disposto sobre a camada adesiva sensível à pressão 230. Uma camada de revestimento duro opcional 250 é disposta adjacente à película de multicamadas 210. Uma camada polimérica intermediária opcional 260 é disposta entre a camada de revestimento duro 250 e a camada adesiva intermediária 270.
As construções de artigo de película de multicamadas acima fornecem aperfeiçoados artigos de película de controle solar. Em algumas formas de realização, a película de multicamadas tem uma transmissão de luz visível média (400 a 780 nm) de pelo menos 45% e uma transmissão de luz infravermelha média para luz de 780 nm a 2500 nm menor do que 10% ou menos do que 15%. Em algumas formas de realização, a película de multicamadas tem uma transmissão de luz visível média de pelo menos 60% e uma transmissão de luz infravermelha de 20% ou menos, para substancialmente todos os comprimentos de onda entre 950 nm e 2500 nm. Em algumas formas de realização, o artigo de película de multicamadas tem um reflexão de luz média entre 780 e 1200 nm de 50% ou mais e uma transmissão de luz média entre 1400 e 2500 nm de 50% ou menos. Em outras formas de realização, o artigo de película de multicamadas tem uma reflexão de luz média entre 780 e 1200 nm de 80% ou maior e uma transmissão de luz média entre 1400 e 2500 nm de 20% ou menos. Em ainda outras formas de realização, o artigo de película de multicamadas tem uma reflexão de luz média entre 780 e 1200 nm de 90% ou maior e uma transmissão de luz média entre 1400 e 2500 nm de 5% ou menos. A camada de nanopartícula descrita acima pode incluir uma pluralidade de nanopartículas de óxido metálico. Uma listagem parcial das nanopartículas de óxido metálico inclui óxidos de estanho, antimônio, Índico e zinco e óxidos dopados. Em algumas formas de realização, as nanopartículas de óxido metálico incluem óxido de estanho, óxido de antimônio, óxido de índio, óxido de estanho dopado com índio, óxido de índio estanho dopado com antimônio, óxido de antimônio estanho, óxido de estanho dopado com antimônio ou suas misturas. Em algumas formas de realização, as nanopartículas de óxido metálico incluem óxido de estanho ou óxido de estanho dopado e, opcionalmente, inclui ainda óxido de antimônio e/ou óxido de índio. As nanopartículas podem ter qualquer tamanho útil, tais como, por exemplo, 1 a 100 ou 30 a 100 ou 30 a 76 nanômetros. Em algumas formas de realização, as nanopartículas de óxido metálico incluem óxido de antimônio estanho ou óxido de estanho dopado com antimônio, dispersos em um material polimérico. O material polimérico pode ser qualquer material aglutinante útil, tal como, por exemplo, poliolefina, poliacrilato, poliéster, policarbonato, fluoropolímero e similares.
Em muitas formas de realização, o aglutinante é material polimérico curado, que pode funcionar como um revestimento duro. Aglutinantes poliméricos adequados para formar a camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha incluem os produtos térmicos e/ou polimerizados-UV (isto é, curdos) de monômeros de acrilato e/ou metacrilato. Um aglutinante curado adequado é o produto térmico e/ou polimerizado-U.V. de um fenil acrilato ou metacrilato alquil-substituído bromado (p. ex., 4,6-dibromo-2-sec-butil fenil acrilato), um monômero de metil estireno, um diacrilato de epóxi bromado, 2-fenoxietil acrilato e um oligômero de acrilato de uretano aromático hexa-funcional, como descrito na Patente US 6.355.754, incorporado aqui por referência. Embora a maior parte dos tipos de monômeros e oligômeros telequélicos polimerizáveis por energia sejam úteis para formar estes aglutinantes poliméricos, os acrilatos são preferidos por causa de sua alta reatividade. A composição aglutinante curável deve ser de viscosidade escoável, isto é, bastante baixam de modo que as bolhas de ar não fiquem aprisionadas na composição. Diluentes reativos podem ser monômeros mono ou di-funcionais, tais como, por exemplo, SR-339, SR-256, SR-379, SR-395, SR-440, SR-506, CD-611, SR-212, SR-230, SR-238 e SR-247, disponíveis na Sartomer Co., Exton, PA. Oligômeros e misturas oligoméricas típicas incluem CN-120, CN-104, CN-115, CN-116, CN-117, CN-118, CN-119, CN-970A60, CN-972, CN-973A80, CN-975, disponíveis na Sartomer Co., Exton, PA e Ebecryl 1608, 3200, 3201, 3302, 3605, 3700, 3701, 608, RDX-51027, 220, 9220, 4827, 4849, 6602, 6700-20T, disponíveis na Surface Specialties, Smyma, GA. Adicionalmente, um reticulador multifuncional pode auxiliar no fornecimento de uma matriz compósita de elevada densidade de reticulação. Exemplos de monômeros multi-funcionais incluem SR-295, SR-444, SR-351, S5-399, SR-355 e SR-368, disponíveis na Sartomer Co., Exton, PA e PETA-K, PETIA e TMPTA-N, disponíveis nas Surface Specialties, Smyma, GA. Os monômeros multi-funcionais podem ser usados como agentes de reticulação para aumentar a temperatura de transição vítrea do polímero aglutinante, que resulta da polimerização da composição polimerizável.
Em algumas formas de realização, as composições monoméricas úteis para formar o aglutinante polimérico podem ter um ponto de fusão que é abaixo de cerca de 50 °C. A composição monomérica pode ser um líquido em temperatura ambiente. Composições monoméricas, úteis para formar o aglutinante polimérico, podem ser polimerizadas por métodos de polimerização de radical livre convencionais. Exemplos de iniciadores incluem peróxidos orgânicos, compostos azo, quininas, compostos nitro, haletos de acila, hidrazonas, compostos mercapto, compostos pirílio, imdazóis, clorotriazinas, benzoína, benzoin alquil éteres, di-cetonas, fenonas e similares. Fotoiniciadores comercialmente disponíveis incluem mas não são limitados àqueles disponíveis comercialmente na Ciba Geigy sob as designações comerciais DARACUR 1173, DAROCUR 4265, IRGACURE 651, IRGACURE 1800, IRGACURE 369, IRGACURE 1700 e IRGACURE 907, IRGACURE 819. Os derivados do óxido de fosfina são preferidos, tais como LUCIRIN TPO, que é 2,4,6-trimetilbenzoil difenil fosfino óxido, disponível na BASF, Charlotte, N.C. Um fotoiniciador pode ser usado em uma concentração de cerca de 0,1 a 10 % em peso ou cerca de 0,1 a 5 % em peso. A composição polimerizável pode formar uma resina dura ou um revestimento duro. A expressão “resina dura” ou “revestimento duro” significa que o polímero curado resultante exibe um alongamento na ruptura menor do que 50 ou 40 ou 30 ou 20 ou 10 ou 5 por cento, quando avaliado de acordo com o procedimento ASTM D-882-91. Em algumas formas de realização, polímero de resina dura pode exibir um módulo de tração maior do que 100 kpsi (6,89 x 108 pascais), quando avaliado de acordo com o procedimento ASTM D-882-91. Em algumas formas de realização, o polímero de resina dura pode exibir um valor de turvação menor do que 10% ou menor do que 5%, quando testado em um abrasivo Taber de acordo com a ASTM D 1044-99, sob uma carga de 500 g e 50 ciclos (a turvação pode ser medida com medidor de turvação Haze-Gard Plus, BYK-Gardner, MD).
Em algumas formas de realização, as nanopartículas de óxido metálico incluem óxido de índio estanho ou óxido de índio estanho dopado, disperso em um material polimérico. A camada de nanopartícula pode ter qualquer espessura útil, tal como, por exemplo, de 1 a 10 ou 2 a 8 micrômetros. A camada de nanopartículas pode incluir nanopartículas em qualquer carga útil ou %p, tal como, por exemplo, 30 a 90 % em peso, 40 a 80 % em peso ou 50 a 80 % em peso. Em muitas formas de realização, a camada de nanopartículas não é condutiva. As composições de nanopartículas são comercialmente disponíveis, por exemplo, na Advanced Nano Products Co., Ltd., South Korea, sob os nomes comerciais TRB-PASTE™ SM6080(B), SH7080, SL6060. Em outra forma de realização, as nanopartículas de óxido de metal incluem óxido de zinco e/ou óxido de alumínio, tais óxidos sendo disponíveis na GfE Metalle und Materialien GmbH, Alemanha. A camada de adesivo sensível à pressão (PSA) descrita acima pode ser qualquer tipo de adesivo que possibilite que a película de multicamadas de controle solar seja afixada ao vidro. A fim de fixar a película de controle solar no vidro, uma superfície da película de controle solar é revestida com o adesivo sensível à pressão (PSA) E uma folha e liberação é removida do PSA antes da aplicação da película ao vidro. Aditivos de absorção ultra-violeta podem ser incorporados dentro do PSA. Em muitas formas de realização, o PSA é uma película de PSA opticamente transparente, tal como um adesivo sensível à pressão de poliacrilato. O Pressure-Sensitive Tape Council definiu os adesivos sensíveis à pressão como material com as seguintes propriedades: (1) pega agressiva e permanente, (2) aderência com não mais do que pressão de dedo, (3) suficiente capacidade de permanecer em um aderente, (4) suficiente resistência coesiva e (5) não requer ativação por uma fonte de energia. Os PSAs são normalmente pegajosos em temperaturas de montagem, que é tipicamente temperatura ambiente ou mais elevada (isto é, cerca de 20 °C a cerca de 30 °C ou maior). Os materiais que foram constatados funcionarem bem como PSAs são polímeros projetados e formulados para exibir as propriedades viscoelásticas necessárias, resultando em um equilíbrio desejado de pega, adesão de casca e potência de retenção no cisalhamento na temperatura de montagem. Os polímeros mais comumente usados para preparar PSAs são polímeros baseados em borracha natural, borracha sintética (p. ex., copolímeros de estireno/butadieno (SBR) e copolímeros em bloco de estireno/isopreno/estireno (SIS)), elastômero de silicone, poli alfa-olefina e vários (met) acrilatos (p. ex., acrilato e metacrilato). Destes o polímero baseado em (met)acrilato PSAs evoluíram como uma classe preferida de PSA para a presente invenção, devido a sua clareza óptica, permanência de propriedades durante o tempo (estabilidade no envelhecimento) e versatilidade dos níveis de adesão, para citar apenas alguns de seus benefícios. O revestimento de liberação descrito acima pode ser formado de qualquer material útil, tal como, por exemplo, polímeros ou papel e podem incluir um revestimento de liberação. Materiais adequados para uso nos revestimentos de liberação incluem mas não são limitados a fluoropolímeros, acrílicos e silicones, projetados para facilitar a liberação do revestimento de liberação do adesivo. O substrato óptico descrito acima pode ser formado de qualquer material útil. Em algumas formas de realização, o substrato é formado de um material polimérico, tal como, por exemplo, triacetato de celulose, policarbonato, poliacrilato, polipropileno ou tereftalato de polietileno. Em outras formas de realização, o substrato é formado de um material inorgânico, tal como, por exemplo, quartzo, vidro, safira, YAG ou mica. O substrato pode ter qualquer espessura útil. Em uma forma de realização, o substrato é vidro automotivo ou arquitetural. Em algumas formas de realização incluindo substratos de vidro transparente como um sistema de vitrificação, o sistema de vitrificação tem um coeficiente de sombreado de 0,68 ou menos ou 0,6 ou menos, ou 0,55 ou menos, ou 0,50 ou menos, em uma Tyis de 70% ou maior. A fim de proteger a película de controle solar para uso em janelas, a superfície exposta da produto de multicamadas pode opcionalmente ser revestida com um revestimento duro resistente a arranhadura e desgaste. A camada de revestimento duro pode melhorar a durabilidade do substrato flexível durante o processamento e durante o uso do produto final. A camada de revestimento duro pode incluir qualquer material útil, tal como revestimentos duros baseados em sílica, revestimentos duros baseados e dioxano, revestimentos duros de melamina, revestimentos duros acrílicos e similares ou 1 a 10 micrômetros, ou 1 a 5 micrômetros. Como descrito acima, a camada absorvedora de luz infravermelha pode também funcionar como uma camada de revestimento duro ou uma camada de revestimento duro adicional pode ser disposta sobre a camada absorvedora de luz infravermelha, como desejado. O adesivo intermediário descrito acima pode ser formado de qualquer material útil. Em algumas formas de realização, a camada adesiva intermediária inclui um material adesivo sensível à pressão, como descrito acima. Em algumas formas de realização, a camada adesiva intermediária inclui um adesivo curável, tal como, por exemplo, um adesivo térmico ou curável U.V., como descrito acima. A camada adesiva intermediária pode ter qualquer espessura útil, tal como, por exemplo, 1 a 100 micrômetros, 5 a 50 micrômetros, 10 a 50 micrômetros ou 10 a 30 micrômetros. A composto da presente invenção descrita acima pode ser formada de qualquer material útil. Em algumas formas de realização, a camada intermediária inclui uma poliolefina, poliacrilato, poliéster, policarbonato, fluoropolímero e similares. Em uma forma de realização, a camada intermediária inclui um tereftalato de polietileno. A camada polimérica intermediária pode ter qualquer espessura útil, tal como, por exemplo, 5 a 500 micrômetros, 10 a 100 micrômetros, 25 a 75 micrômetros ou 25 a 50 micrômetros.
Em algumas formas de realização, as películas de controle solar descritas aqui incluem uma camada de pigmento de reflexão de luz infravermelha, além de ou em substituição à camada de nanopartículas absorvedora de luz infravermelha. Estes pigmentos de reflexão de luz infravermelha podem simplesmente substituir as nanopartículas absorvedoras de luz infravermelha da camada, descritas acima. Em muitas formas de realização, a camada de pigmento refletora da luz infravermelha é disposta adjacente à camada de multicamadas. O pigmentos de reflexão de luz infravermelha pode incluir óxido metálico. Estes pigmentos de reflexão de luz infravermelha podem ter qualquer cor, como desejado. Pigmentos de reflexão de luz infravermelha úteis são descritos nas US 6.174.360 E US 6.454.848, que são incorporadas aqui por referência, na extensão em que não conflitam com a presente descrição. Os pigmentos de reflexão de luz infravermelha são comercialmente disponível na Kawamura Chemical Company, Japão, sob as designações AB 820 (espinela preta de ferro cobalto cromo CAS# 68186-97-0, pigmento negro 27), AE 801 e AG 235 (óxido de ferro cromo CAS# 12737-27-8, pigmento marrom 29).
EXEMPLOS
Preparação de Película de Multicamadas Uma película de multicamadas, contendo cerca de 446 camadas, foi produzida em uma linha de produção de película plana seqüencial, via um processo de coextrusão. Esta película de polímero de multicamadas foi produzida de coPEN e PETG (disponíveis na Eastman Chemicals). O coPEN foi polimerizado com monômeros de partida com 90% de PEN e 10% de PET. Um método de realimentação (tal como aquele descrito pela Patente US 3.801.429) foi usado para gerar cerca de 223 camadas ópticas com um gradiente de espessura de camada aproximadamente linear de camada para camada através do extrusado. O coPEN foi suprido ao bloco de realimentação por uma extrusora em uma velocidade de cerca de 132 lb/h (60 kg/h) e o PETG a cerca de 160 lb/h (73 kg/h). Uma parte do PETG é usada como camadas limitantes protetoras (PBL’s) em cada lado do extrusado, com cerca de 32 lb/h (15 kg/h) de fluxo total. A corrente de material então passou através de um multiplicador de duas vezes assimétrico, com uma relação de projeto de multiplicador de cerca de 1,25. As concepções e função do multiplicador são descritas nas Patentes US Nos. 5.094.788 e 5.094.793. A relação do multiplicador é definida como a espessura da camada média das camadas produzidas no conduto maior, dividida pela espessura de camada média das camadas do conduto menor. Esta relação de multiplicador foi escolhida a fim de fornecer uma pequena sobreposição das duas bandas de refletância criadas pelos dois conjuntos de 223 camadas. Cada conjunto de 223 camadas tem o perfil de espessura de camada aproximado, criado pelo bloco de realimentação, com fatores de escala de espessura total determinados pelas taxas de multiplicador e extrusão de película. Após o multiplicador, camadas de pele foram adicionadas a cerca de 72 lbs/hora (33 kg/h) (total), que foram alimentadas por uma terceira extrusora. Em seguida, a corrente de material passou através de uma matriz de película e sobre uma mesa giratória de fundição esfriada com água. O equipamento do processo de fusão PETG foi mantido a cerca de 500 °F (260 °C), o equipamento do processo em fusão de coPEN (tanto óptico como de camadas de pele) foi mantido a cerca de 525 °F (274 °C) e o bloco de realimentação, multiplicador, corrente em fusão de camada de pele e matriz foram mantidos a cerca de 525 °F (274 °C). O bloco de realimentação usado para produzir a película para este exemplo foi projetado para fornecer uma distribuição de espessura de camada linear com uma relação das camadas mais espessas para as mais finas de 1,3:1, sob condições isotérmicas. Erros deste perfil de camada são corrigidos com o perfil de aquecedor de haste axial, como descrito na US 6.827.886, que é incorporada aqui por referência. A velocidade da mesa de fundição giratória foi ajustada para controle preciso da espessura de película final e, portanto, posição de borda de banda final. A temperatura da água de entrada sobre a mesa giratória de fundição foi de cerca de 7 °C. Um sistema de pinagem de alta voltagem foi usado para pinar o extrusado na mesa giratória de fundição. O fio de pinagem tinha cerca de 0,17 mm de espessura e um voltagem de cerca de 6,5 kV foi aplicada. O fio de pinagem foi posicionado manualmente por um operador a cerca de 3 a 5 mm da folha contínua no ponto de contato com a mesa giratória de fundição, para obter-se uma aparência lisa da folha contínua moldada. A folha contínua moldada foi continuamente orientada por orientador de comprimento seqüencial convencional (LO) e equipamento esticador. A folha contínua foi orientada em comprimento a uma relação de estiramento de cerca de 3,8 a cerca de 270 °F (132 °C). A película foi pré-aquecida a cerca de 255 °F (124 °C) em cerca de 15 segundos no estendedouro e estirada na direção transversal em uma relação de estiramento de 3,5 a 270 °C (132 °C). A película foi curada por calor no forno do esticador em uma temperatura de cerca de 460 °F (238 °C) por cerca de 30 segundos. A película acabada tinha uma espessura final de cerca de 0,0035 polegadas (0,009 cm).
Exemplo 1 Uma dispersão ultrafina de partículas de óxido de índio estanho dopado com antimônio (A-ITO) em Methyl Cellosolve, disponível na Advanced Nano Products Ltd., South Korea sob a designação TRB Paste SM6080, foi misturada com metil etil cetona para reduzir o conteúdo de sólidos da dispersão de 60 para 45%. Esta solução foi revestida sobre a película de multicamadas descrita acima, utilizando-se um processo de revestimento de matriz de extrusão. Para uma completa descrição da técnica de revestimento por matriz vide “Modem Coating and Drying Technology”, Eds. E. D. Cohen, E. B. Gutoff, VCH Publishers, NY, 1992). A velocidade de fluxo do extmsado foi ajustada a 330 g/min) (medido utilizando-se um fluxômetro Micromotion™, Micro Motion Inc., Boulder, CO, USA), a velocidade de folha contínua a 50 pés por minuto e a largura revestida a 42 polegadas (1,07 m). O revestimento foi secado para remover solvente da dispersão a 93 °C e curado utilizando-se um sistema de lâmpada UV Fusion, equipado com lâmpada tipo D operando em ajuste de 80 % de potência. Este processo resultou no revestimento curado tendo um peso de revestimento de aproximadamente 0,7 g/pé2 (0,007 g/cm2). Tendo secado e curado A-ITO foi ainda com um adesivo sensível à pressão na superfície oposta o ao A-ITO e um revestimento de liberação revestido por silicone (disponível na CP Films, Martisville, VA, USA) laminada sobre ele. O revestimento de liberação foi removido e os espectros de transmissão e reflexão óptica medidos usando-se um espectrofotômetro Lambda 19 (Perkin Elmer, Boston, MA). Os espectros foram importados para dentro dos programas OpticsS e Window 5.2» disponível na Lawrence Berkeley National Laboratories para análise das propriedades térmicas e ópticas dos sistemas de vitrificação. Os programas podem ser baixados de h 11 p: //w i nd o w s. i h 1. go v / s o ft vvare/. Os espectros de reflexão e transmissão da película revestida são mostrados na Fig. Ia. As características de um sistema de vitrificação preparado Iamínando-se a película descrita acima em um vidro transparente de 3 mm (vidro transparente PPG, NFRC ID: 5009) com o lado adesivo voltado para a fonte de luz (soí) são mostradas na Tabela 1. Os espectros de transmissão e reflexão após a la mi nação no substrato de vidro de 3 mm são mostrados nas Figuras 1 b e 1 c. A mesma película foi laminada coma superfície A-ITO voltada para o sol e o sistema de vitrificação recalculado usando-se o mesmo software. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
Exemplo 2 - Exemplo Comparativo 1 Uma dispersão ultrafina de partículas de oxido de índio estanho dopado com antimônio (A-ITO) em Methyl CeÜosolve disponível sob a designação TRB Paste SM6080, foi obtida da Advanced Nano Products Ltd., South Korea. Esta solução foi revestida sobre um substrato PET de 0,05 mm, disponível na Teijin Corp., Japão, sob a designação comercial HPE50, com um Yasui Seíki Lab Coater, modelo CAG-150 (Yasui Seiki co., Bloomington, Ind.), empregando-se um rolo de microgravura de 381 células helicoidais por cm linear (150 células helicoidais por polegada linear). O revestimento foi secado cm-linha a 95 °C c curado-UV a 6,1 m/mín, usando-se um sistema de cura W Fusíon Systems modelo 1600 (400 W/pol (157 W/cm)), equipado com lâmpada-D, O revestimento secado linha uma espessura de aproximadamente 3,6 niicrômetros. Os espectros de transmissão e reflexão óptica desta película medos como no exemplo 1 são mostrados na Figura 2. O sistema de vitrificação preparado laminando-se esta película em um vidro transparente PPG de 6 mm é mostrado na Tabela 1.
Exemplo 3 - Exemplo Comparativo 2 Uma dispersão ultrafina de partículas de óxido de estanho dopada com antimônío (ATO) em Methyl Cellosolve, disponível sob a designação TRB Paste SL6060, foi obtida da Advanced Nano Products Lid,, Coréia do Sul. Esta solução foi revestida sobre um substrato PET dc 0,05 mm, disponível na Teijin Corp,, Japão, sob a designação comercial HPE5Ü com um Yasui Seiki Lab Coater, Modelo CAG-150 (Yasui Seiki Co„ Bloomington, Ind.), empregando-se um rolo de microgravura de 381 células helicoidais por cm linear (150 células helicoidais pro polegada linear). O revestimento foi secado em linha a 95 "C e curado UV a 6,1 m/min, usando-se um sistema de cura W Fusion System 6000 (600 W/pol (236 W/cm)) equipado com lâmpada-D. O revestimento seco tinha uma espessura de aproximadamente 3,6 micrômetros. Os espectros de transmissão e reflexão óptica desta película, medidos como no exemplo 1, são mostrados na Figura 3. O sistema de vitrifícaçào preparado laminando-se esta película em um vidro transparente PPG de 6 mm é mostrado na Tabela 1.
Exemplo 4 A pasta TRB SL6060 foi revestida sobre a película de multícamadas descrita acima, empregando-se uma técnica de revestimento de barra Meyer, usando-se barra Meyer #5 (exemplo 4a), #8 (exemplo 4B) e #14 (exemplo 4c). Os revestimentos foram secados em um forno a 93 nC por 10 min e curados sob lâmpadas UV Fusion (300W/pol (118 W/cm) a 20 fpm (6,09 m/min)) e espectros de transmissão óptica das amostras medidos. Os espectros foram importados para OpticsS e Window 5,2, As características ópticas e térmicas dos sistemas de vitri fie ação preparados com vidro transparente de 3 mm são mostradas na Tabela 1.
Tabela 1 Exemplo 5 Uma dispersão de óxido de antimônio estanho (Iníramat Advanced Materials LLC, CT designação do produto 50N-5190-2) em uma mistura mono métrica de ac ri lato multi-funcional foi preparada moendo-se juntos 30 g de ATO, 7,5 g de penta eritritol tetra acrilato (Sartomer Company, PA, designação do produto SR295 e 7,5 g de diacrilato de 1,6-hexanodio (Sartomer Company, PA, designação do produto SR238) e l-metóxi-2-propanol. 0,15 g cada um dos fotoiniciadores Irgacure 819 e írgacure 184 (ambos da CIBA Speciahy Chemicals, Base, Suíça) foram adicionados à dispersão acima e revestidos sobre a película polimérica de multicamadas descrita acima. O processo de revestimento foi conduzido como descrito no Exemplo 1. O revestimento foi curado e o revestimento curado resultante foi testado em um abrasivo Tabcr de acordo com ASTM D 1044-99 sob uma carga de 500 g e 50 ciclos. Isto resultou em uma turvação menor do que 4%, medida com medidor de turvação Haze-Gard Plus (BYK-Gardner, MD). A presente invenção não deve ser considerada limitada aos exemplos particulares descritos acima, mas sem dúvida deve ser entendida como cobrindo todos os aspectos da invenção, como razoavelmente expostos nas reivindicações anexas. Várias modificações, processos equivalentes, bem como numerosas estruturas a que a presente invenção pode ser aplicável serão prontamente evidentes daqueles hábeis na arte a que a presente invenção é dirigida, quando da recapitulação do presente relatório.
REIVINDICAÇÕES