光方向転換構成体
光管理構成体は、第１主表面及び第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学基材を含む。第１主表面は非対称構造を有する微細構造表面である。非対称構造は複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含み、多面屈折性プリズムの断面は、４つ以上の面の断面を有する。光管理構成体は、窓などの光学物品に組み込まれ得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般的に、光学的構成体、特に光を方向転換する構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物内におけるエネルギー消費を低減するために、様々な手法が使用される。建物内に照明を提供するために、とりわけ、日光のより効率的な使用が検討及び適用されている。オフィスなどの建物の内部に光を供給するための１つの技術は、入射する日光の方向転換である。日光は下向きの角度で窓から入るため、この光の多くは、部屋の照明にとって有用ではない。しかしながら、下方向に入射する光線が上方に方向変換され得、それによってこれらが天井に当たれば、光はより有用に部屋の照明に使用され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
日光などの光を、有用な方向に方向転換するための技術及び物品が開示される。光管理構成体及びこれらの作製する方法、加えて、これらの構成体から調製される物品が含まれる。
【０００４】
第１主表面及び第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学基材であって、第１主表面は非対称構造を含む微細構造化表面を含み、非対称構造は複数の多面反射性プリズムの順序付けられた配列を含み、多面屈折性プリズムのそれぞれの断面は４つの面（面Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を含み、多面屈折性プリズムの面Ａは光学基材の第１主表面と平行であり、かつこれと隣接し、多面屈折性プリズムの面Ｂは面Ａに接合され、面Ａの垂線と水平な方向の上１５〜８０°の角度における光学基材の第２主表面上への入射光線の全内部反射を生成するように設計され、多面屈折性プリズムの面Ｃは面Ａに接合され、多面屈折性プリズムの面Ｄが面Ｃ及び面Ｂに接続され、かつ面Ｂから反射される光線を、面Ｂから離れる方向に、面Ｃ及び／又はＤに向けて実質的に方向転換するように設計される、光学基材を含む光管理構成体が本明細書において開示される。
【０００５】
第１グレージング基材と、基材に取り付けられた光管理構成体であって、光管理構成体は第１主表面及び第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学フィルムを含み、第１主表面は非対称構造を含む微細構造化表面を含み、非対称構造は複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含む、光管理構成体と、光学フィルムの第１主要構造化表面の構造の実質的に全部に結合される第２グレージング基材とを含む、物品。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の光方向転換構成体の断面図。
【図２】本開示の光方向転換構成体の断面図。
【図３】本開示の光方向転換構成体の断面図。
【図４】本開示の光方向転換構成体の平面図。
【図５】本開示の光方向転換構成体の平面図。
【図６】本開示の光方向転換構成体の平面図。
【図７】本開示の光方向転換構成体の平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
建物内の部屋、廊下などに自然の日光を提供するために窓及び同様の構成体が使用される。しかしながら、自然の太陽光は、典型的には光が部屋又は廊下に遠くまで透過し得ないような角度で窓に当たる。加えて、入射光は、窓付近において不快なほどに強いことがあるため、窓付近に座っているユーザーはシャッター、ブラインド又はカーテンを閉ざしたくなることがあり、したがって部屋の照明のこの潜在的な光源は排除される。したがって、通常の入射角から、部屋又は廊下の天井への方向に日光を方向転換させ得る構成が望ましい。
【０００８】
したがって、内部に組み込まれる日光の方向転換の特性を有する窓を構成することが望ましい。窓などの基材に取り付けられ得、例えば、部屋に照明を提供するために部屋の天井に向かう、有用な方向に光、特に日光を方向転換する、フィルム又はガラスパネルなどの光管理構成体に対する必要性が存在する。多くの窓は、ガラスなどの、少なくとも２層のグレージング基材を含むため、光管理フィルムは、グレージング基材の間に積層され得る。フィルムの使用は、単純な積層工程により、窓基材をエッチングするかないしは別の方法で恒久的に物理的に修正することを必要とせずに、光方向転換機能を窓に組み込むことを可能にする。加えて、光管理フィルムは、例えば、耐破砕性及び赤外反射などの追加的な機能を生じ得る。あるいは、光管理特性は、１つ以上のグレージング基材に直接組み込まれることができ、追加的なフィルム層の使用の必要性を排除する。
【０００９】
光方向転換構成体は、第１主表面及び第２主表面を含む光学基材を含み、第１主表面上の微細構造化表面を有する。微細構造は、複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を形成する。いくつかの実施形態において、光学基材は光学フィルムを含み、他の実施形態において、光学基材はガラスなどのグレージング基材を含む。光学構成体は、２つのグレージング基材の間に積層された光方向転換フィルムを含むか、又は内部で光方向転換グレージング基材が第２グレージング基材と積層される、光学構成体が調製され得る。
【００１０】
用語「光学基材」とは、本明細書において使用するとき、少なくとも光学的に透過性であり、光学的に透明であり得、かつまた追加的な光学的効果を生じ得る基材を指す。光学基材の例としては、光学フィルム及びグレージング基材、例えば、ガラスプレートが挙げられる。
【００１１】
用語「光学フィルム」とは、本明細書において使用するとき、少なくとも光学的に透過性であり、光学的に透明であり得、かつまた追加的な光学的効果を生じ得るフィルムを指す。追加的な光学的効果の例としては、例えば、光拡散、偏光又は一定の波長の光の反射を含む。
【００１２】
用語「光学的に透明」とは、本明細書で使用するとき、人間の裸眼に透明に見えるフィルム又は構成を指す。用語「光学的に透明」とは、本明細書において使用されるとき、可視光スペクトルの少なくとも一部（約４００〜約７００ナノメートル）にわたって高い光透過を有し、低いヘーズを呈するフィルム又は物品を指す。光学的に透明な材料は、多くの場合、４００〜７００ｎｍの波長帯において、少なくとも約９０％の視感透過率及び約２％未満の曇価を有する。視感透過率及び曇度の両方は、例えば、ＡＳＴＭ−Ｄ １００３−９５の方法を使用して決定することができる。
【００１３】
複数の構造を記載するために本明細書において使用される用語「順序付けられた配列」とは、規則的な反復パターンの構造を指す。
【００１４】
用語「点」「側面」及び「交点」は、本明細書において使用されるとき、これらの典型的な形状的意味を有する。
【００１５】
用語「アスペクト比」とは、基材に取り付けられた構造を指して本明細書において使用されるとき、基材の上の構造の最大高さの、基材又はその部分に取り付けられる構造の基部に対する比率を指す。
【００１６】
本明細書で使用される用語「接着剤」は、２つの被着体を一緒に接着するのに有用なポリマー組成物を指す。接着剤の例は、熱活性化接着剤及び感圧接着剤である。
【００１７】
熱活性化接着剤は、室温では非粘着性であるが、高温で粘着性になり、基材に接着することができるようになる。これらの接着剤は通常、室温より高いガラス転移温度（Ｔｇ）又は融点（Ｔｍ）を有する。温度がＴｇ又はＴｍよりも高くなるとき、貯蔵弾性率は通常低下し、接着剤は粘着性になる。
【００１８】
感圧接着剤組成物は、（１）積極的かつ永久的粘着、（２）指圧以下の圧力での接着性、（３）被着体を保持する十分な能力、及び（４）被着体からきれいに取り外すことができる十分な凝集力を含む、室温における特性を有することが、当業者には周知である。感圧性接着剤として十分に機能することがわかっている材料は、粘着力、引き剥がし接着力、及び剪断保持力の望ましいバランスをもたらす、必要な粘弾性を呈するよう設計及び処方されたポリマーである。特性の適正なバランスを得るのは、単純なプロセスではない。
【００１９】
光学基材は、光学フィルム又はグレージング基材であり得る。グレージング基材の例としては、例えば、ガラスプレート、ポリオレフィンプレート、ポリイミドプレート、ポリカーボネートプレート及びポリアクリレートプレートが挙げられる。光学フィルムの使用に関連する以下の記載がまた、グレージング基材の使用に適用される。
【００２０】
いくつかの実施形態において光学基材は光学フィルムである。光学フィルムは、スペクトルの可視光領域において、高い光学透明性を有する任意の好適なフィルムであり得る。光学フィルムは、単一層フィルム又は多層フィルム構成であり得る。光学フィルムは、第１主表面及び第２主表面を有する。第１主表面は微細構造化表面を含む。この微細構造化表面は、複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含む。プリズムは、入射する太陽光（これは上からフィルム上へと、基材と垂直な方向から１５〜８０°の角度で入射する）が部屋の天井の方へと上方に方向変換される一方で、下からの入射光が下方向へと方向転換されないように、非対称であることが望ましい。対称的な構造のアーチファクトは、下方に向けられた光が観察者にとって可視であることであり、これは望ましくない。
【００２１】
複数の非対称多面屈折性プリズムは、光方向転換フィルムを含む窓又は他の開口部を含む部屋の天井に向けて、入射する太陽光を効果的に方向変換するように設計される。典型的に、非対称多面屈折性プリズムは、３つ以上、より典型的には４つ以上の面を含む。プリズムは光学フィルムの表面から生じる順序付けられた配列の突起部として観察され得る。典型的にはこれらの突起部のアスペクト比は１以上であり、すなわち、突起部の高さは、少なくとも突起部の基部における幅と、少なくとも同等である。いくつかの実施形態において、突起部の高さは少なくとも５０マイクロメートルである。いくつかの実施形態において、突起部の高さは２５０マイクロメートル以下である。これは、非対称構造は、典型的には、光学基材の第１主表面から５０マイクロメートル〜２５０マイクロメートルだけ突出していることを意味する。
【００２２】
この光方向転換を生じるように、多面屈折性プリズムを設計するために使用される基準は、例えば、図１に例示される。図１は、基材１０及び単一のプリズム１１の断面を含む光方向変換フィルム１００を示す。プリズム１１は４つの面、光学基材１０に隣接する面Ａ、面Ａに接合される面Ｂ、面Ａに接合される面Ｃ、並びに面Ｂ及び面Ｃに接合される面Ｄを有する。
【００２３】
面Ｂはこれが、光学基材の第２主表面に入射する、太陽光線に対して、全内部反射を生じるような様式で角度を有する。太陽光は、光学基材の第２主表面上から入射して、典型的には、時刻、時期、光方向転換構成体の地理的位置などによって、光学基材の第１主表面の垂線から約１５〜８０°の角度を形成する。入射光線はプリズム１１に入り、全内部反射の現象により面Ｂから反射される。全内部反射を達成するため、面Ｂが面Ａと垂直ではなく、図１に示されるように、垂線から角θだけオフセットされていることが望ましい。角θの値の選択は、例えば、光管理フィルムを調整するために使用される組成物材料の屈折率、光管理フィルムの使用のために推奨される地理的位置などを含む様々な可変の特性に依存するが、典型的には、角θの値は６〜１４°又は更に６〜１２°である。
【００２４】
面Ｃは、面Ａに接合され、面Ａを面Ｄに接続する。面Ａが面Ａに対して垂直ではなく、垂線から角αだけオフセットされていることが好ましい。他の特性の中でもとりわけ、角αのオフセットは、面Ｄを通じてプリズム１１から出る光が、隣接するプリズム（図１には示されない）に入ることを防ぐのを助ける。角度θでは、角度αの値の選択は、隣接するプリズムの近さ、面Ｄの特性及び大きさなどを含む、様々な可変特性に依存する。典型的には、角度αは、５〜２５°、又は更に９〜２５°の範囲である。
【００２５】
面Ｄは、方向転換された光線がプリズムから出る、プリズムの面である。図１において面Ｄは、単一の面として示されるが、面Ｄは一連の面を含むことがある。また、図１において面Ｄは、曲面として示されるが面Ｄは全ての実施形態において湾曲している必要はない。面Ｂから反射される光線は、面Ｄにより、部屋の間接照明を改善するために有効な方向に反射される。これは、面Ｄから反射する光線は、面Ａと垂直、又は垂直から離れた角度で、部屋の天井の方に向けて方向転換されることを意味する。
【００２６】
いくつかの実施形態において、面Ｃは湾曲していてもよく、面Ｄは湾曲していてもよく、又は面Ｃと面Ｄの組み合わせが単一の連続的な曲面を形成してもよい。他の実施形態において、面Ｃ若しくはＤ又は、面Ｃ及びＤが共に、一連の面を含み、一連の面は構造化表面を含む。構造化表面は、規則的又は不規則的であってよく、すなわち、構造は規則的パターン又はランダムパターンを形成し、均一であってもよく、又は構造は異なってもよい。これらの構造は、これらが微細構造上にあるために、典型的には非常に小さい。典型的には、これらの構造の各寸法（高さ、幅及び長さ）は、面Ａの寸法よりも小さい。
【００２７】
図２は、光方向転換構成体の別の実施形態を示す。図２では、光方向変換構成体２００は、光学基材２００及び単一のプリズム２１の断面を含む。プリズム２１は４つの面、光学基材２０に隣接する面Ａ、面Ａに接合される面Ｂ、面Ａに接合される面Ｃ、並びに面Ｂ及び面Ｃに接合される面Ｄを有する。面Ｄは副次的な面Ｄ１を含む。副次的な面Ｄ１は、ある点で面Ｂに接合される。この点は、グレージング基材又は任意のカバーフィルムとの接触点を提供する（グレージング基材又は任意のカバーフィルムは図２には示されない）。角θ及びαは、図１で定義されるとおりである。
【００２８】
図３は、光方向転換構成体の別の実施形態を示す。図３では、光方向変換構成体３００は、光学基材３０及び単一のプリズム３１の断面を含む。プリズム３１は４つの面、フィルム３０に隣接する面Ａ、面Ａに接合される面Ｂ、面Ａに接合される面Ｃ、並びに面Ｂ及び面Ｃに接合される面Ｄを有する。面Ｄは副次的な面Ｄ２を含む。副次的な面Ｄ２は、面Ｂに接合され、グレージング基材又はカバーフィルムと結合ゾーンを形成するように設計される（グレージング基材又はカバーフィルムは図３に示されない）。角θ及びαは、図１で定義されるとおりである。
【００２９】
光学基材の全表面は、微細構造を含んでもよく、又は微細構造は、光学基材の第１表面の一部の上にのみ存在し得る。これは、光学基材がグレージング基材を含む場合に特に妥当する。グレージング基材は、グレージング物品に組み込まれてもよく、例えば、窓の中のグレージング基材として機能し得るため、望ましい光方向転換効果を生じるために、グレージング基材の全表面が微細構造表面を含むことが必要であるか又は望ましい場合がある。
【００３０】
複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列は、微細構造の配列を形成し得る。配列は、様々な要素を有し得る。例えば、配列は、線形（すなわち、一連の平行な線）、正弦波形状（すなわち、一連の波形の線）、ランダム、又はこれらの組み合わせであり得る。広範な配列が可能であるが、配列要素が別個であり得る、すなわち、配列要素が交差又は重複しないことが望ましい。図４〜７は、様々な配列要素を有する、複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列の平面図を示す。図４において、光方向変換構成４００は、線形配列要素４１０を含む。図５において、光方向変換構成５００は正弦波形状配列要素５１０を含む。図６において、光方向変換構成６００は、正弦波形状配列要素６１０を含む。図６において、正弦波形状配列要素６１０は、互いに位相が不一致である。図７において、光方向変換構成７００は、ランダムな配列要素７１０を含む。図４〜７における配列要素は、単に代表的なものであり、縮尺通りに描かれてはおらず、また、数字は例示的であることを意図され、追加的な配列要素及び組み合わせが可能であり、本開示の範囲内である。
【００３１】
光学フィルムの第２主表面は、第１グレージング基材に積層されるように設計される。典型的には、この表面は、接着剤コーティングなどのコーティングを含み、これは光方向変換フィルムを第１グレージング基材表面へと接着させる。好適な接着剤の例としては、熱活性化接着剤、感圧接着剤、熱活性化接着剤、感圧接着剤又は硬化性接着剤が挙げられる。好適な光学的に透明な硬化性接着剤の例としては、米国特許第６，８８７，９１７号（Ｙａｎｇら）に記載されるものが挙げられる。接着剤の特性により、接着剤コーティングは、これに取り付けられた剥離ライナーを有してもよく、接着剤コーティングが表面に時期尚早に接着することを防ぎ、接着剤表面に接着し得る汚れ及び他のくずから保護する。剥離ライナーは典型的には、光方向転換積層体が基材に取り付けられるまで、適所に留まる。典型的には、感圧接着剤が使用される。
【００３２】
広範な感圧接着剤組成物が好適である。いくつかの実施形態において、感圧接着剤は光学的に透明である。感圧接着剤組成物は、感圧接着剤特性を有するいずれかの材料であり得る。更に感圧性接着剤構成要素は、１種類の感圧性接着剤であり得、又は感圧性接着剤は２種以上の感圧性接着剤の組み合わせであり得る。
【００３３】
好適な感圧性接着剤としては、例えば、天然ゴム、合成ゴム、スチレンブロックコポリマー、ポリビニルエーテル、（アクリレートとメタクリレートの両方を含む）ポリ（メタ）アクリレート、ポリオレフィン、シリコーン又はポリビニルブチラールに基づくものが挙げられる。
【００３４】
光学的に透明な感圧接着剤は、（メタ）アクリレート系感圧接着剤であり得る。有用なアルキル（メタ）アクリレート（すなわち、アクリル酸アルキルエステルモノマー）としては、そのアルキル基が４〜１４個まで、とりわけ４〜１２個までの炭素原子を有する、非三級アルキルアルコールの直鎖若しくは分枝状一官能性アクリレート又はメタクリレートが挙げられる。ポリ（メタ）アクリル感圧性接着剤は、例えば、イソオクチルアクリレート、イソノニルアクリレート、２−メチル−ブチルアクリレート、２−エチル−ヘキシルアクリレート及びｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−ノニルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、イソデシルアクリレ−ト、イソデシルメタクリレート、アクリル酸イソボルニル、４−メチル−２−ペンチルアクリレート、及びドデシルアクリレートなどの、例えば、少なくとも１種のアルキル（メタ）アクリレートエステルモノマー、並びに、例えば、（メタ）アクリル酸、ビニルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドン、（メタ）アクリルアミド、ビニルエステル、フマル酸エステル、スチレンマクロマ、アルキルマレアート及びアルキルフマレート（それぞれ、マレイン酸及びフマル酸系）又はこれらの組み合わせなどの少なくとも１種の任意のコモノマー成分から誘導される。
【００３５】
いくつかの実施形態において、ポリ（メタ）アクリル系感圧接着剤は、約０〜約２０重量パーセントのアクリル酸と、約１００〜約８０重量パーセントの、イソオクチルアクリレート、２−エチル−ヘキシルアクリレート、又はｎ−ブチルアクリレート組成物のうちの少なくとも１つとから誘導される。
【００３６】
いくつかの実施形態において、接着剤層は、少なくとも部分的にポリビニルブチラールから形成される。ポリビニルブチラール層は、既知の水性又は溶媒系アセタール化プロセスを介して形成してもよく、このプロセスでは、ポリビニルアルコールは酸性触媒の存在下でブチルアルデヒドと反応する。いくつかの場合において、ポリビニルブチラール層は、Ｓｏｌｕｔｉａ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から商標名「ＢＵＴＶＡＲ」樹脂として市販されているポリビニルブチラールを包含してもよく、又はこれから形成されてもよい。
【００３７】
場合によっては、ポリビニルブチラール層は、樹脂と（所望により）可塑剤とを混合して、混合製剤をシートダイを通して押し出すことにより製造してもよい。可塑剤が包含される場合、ポリビニルブチラール樹脂は、樹脂１００部当たり約２０〜８０部、又はおそらく約２５〜６０部の可塑剤を包含してよい。好適な可塑剤の例には、多塩基酸又は多価アルコールのエステルが挙げられる。好適な可塑剤は、トリエチレングリコールビス（２−エチルブチラート）、トリエチレングリコールジ−（２−エチルヘキサノエート）、トリエチレングリコールジヘプタノエート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、ジヘキシルアジパート、ジオクチルアジパート、ヘキシルシクロへキシルアジパート、ヘプチル及びノニルアジパートの混合物、ジイソノニルアジパート、ヘプチルノニルアジパート、ジブチルセバケート、油変性セバシン酸アルキドのような高分子可塑剤、米国特許第３，８４１，８９０号に開示されているようなホスフェート及びアジパートの混合物、米国特許第４，１４４，２１７号に開示されているようなアジパートである。
【００３８】
接着剤層は、架橋され得る。接着剤は、熱、水分又は放射線によって架橋され得、共有結合架橋網を形成して、これが接着剤の流動能力を変性する。架橋剤が、全ての種類の接着剤配合物に追加され得るが、コーティング及びプロセス条件によって、硬化は、熱又は放射線エネルギーにより又は水分により活性化され得る。架橋剤の追加が望ましくない場合において、所望により、電子ビームへの暴露によって接着剤を架橋することができる。
【００３９】
架橋度は、特定の性能要件を満たすように制御され得る。接着剤は、任意により、１つ以上の接着剤を更に含むことができる。重合方法、コーティング方法、最終用途などにより、開始剤、充填剤、塑性剤、粘着付与剤、連鎖移動剤、繊維強化剤、織布及び不織布、起泡剤、抗酸化剤、安定剤、難燃剤、増粘剤並びにこれらの混合物からなる群から選択される添加物が使用され得る。
【００４０】
光学的に透明であることに加え、感圧接着剤は、これを窓などの大きな基材に積層するために好適なものにする、追加的な特徴を有し得る。これらの追加的な特徴には、一時的除去可能性がある。一時的に除去可能な接着剤は、比較的低い初期接着性を有するものであり、基材からの一時的除去可能性及びこれへの再配置性を可能にし、時間をかけて接着を構成し、十分な強度の結合を形成する。一時的に除去可能な接着剤の例は、例えば、米国特許第４，６９３，９３５号（Ｍａｚｕｒｅｋ）に記載される。あるいは、又は加えて、一時的に除去可能であることの代わりに、又はこれに加えて、感圧接着剤層は、微細構造化表面を含んでもよい。この微細構造化表面は、接着剤が基材に積層される際の空気の排出を可能にする。光学的用途において、典型的には、接着剤は、微細構造が時間をかけて消え、したがって接着剤層の光学的特性に影響を与えない程度において、基材の表面を湿らせ、流れる。微細構造化接着剤表面は、微細構造化表面を有する剥離ライナーなどの微細構造化ツールに接着剤表面を接触させることによって得られる場合がある。
【００４１】
感圧性接着剤は本質的に粘着性であってよい。望ましい場合には、感圧性接着剤を形成するため、粘着付与剤を基材に加えることができる。有用な粘着付与剤としては、例えば、ロジンエステル樹脂類、芳香族炭化水素樹脂類、脂肪族炭化水素樹脂類、及びテルペン樹脂類が挙げられる。感圧接着剤の光学的透明性を低減させない限り、例えば、油、可塑剤、酸化防止剤、紫外線（「ＵＶ」）安定剤、水素添加ブチルゴム、顔料、硬化剤、ポリマー添加剤、増粘剤、連鎖移動剤及びその他の添加物などの他の材料を、特別な目的のために加えることができる。いくつかの実施形態において、感圧接着剤は、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）又はヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を含有し得る。好適なＵＶＡとしては、例えば、Ｃｉｂａ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＴＩＮＵＶＩＮ Ｐ、２１３、２３４、３２６、３２７、３２８、４０５及び５７１として入手可能な化合物などのベンゾトリアゾールＵＶＡが挙げられる。好適なＨＡＬＳとしては、Ｃｉｂａ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＴＩＮＵＶＩＮ １２３、１４４及び２９２として入手可能な化合物が挙げられる。
【００４２】
本開示の感圧接着剤は、例えば、制御された光透過率及びヘーズなどの望ましい光学的特性を呈する。いくつかの実施形態において、感圧接着剤でコーティングされる基材は、基材単独と実質的に同じ光透過率を有し得る。
【００４３】
微細構造化表面のためのキャリア及び支持層であることの他に、光学フィルムはまた、光方向転換フィルムに追加的な機能性を提供することができる。例えば、光学フィルムは、赤外光を反射し得る多層フィルムであり得る。このようにして、光方向転換積層体はまた、望ましくない赤外光（熱）を建物の外側に維持する一方で、望ましい可視光を建物内に入れることを助け得る。光学フィルムとして有用な、好適な多層フィルムの例としては、例えば、米国特許第６，０４９，４１９号、同第５，２２３，４６５号、同第５，８８２，７７４号、同第６，０４９，４１９号、同第ＲＥ ３４，６０５号、同第５，５７９，１６２号及び同第５，３６０，６５９号に記載されるものが挙げられる。いくつかの実施形態において、光学フィルムは、交互のポリマー層が協調して赤外光を反射する、多層フィルムである。いくつかの実施形態において、ポリマー層の少なくとも１つが複屈折性ポリマー層である。
【００４４】
光学フィルムは、既に記載された接着剤コーティングに加えて、又はその代わりに、第２主表面上に追加的なコーティングを有してもよい。例えば、第２主表面は、防眩コーティングを含み得る。
【００４５】
加えて、光学フィルムは、上記の光学特性に加えてグレージング積層体に追加的な有利な構造特性を提供するように設計され得る。２つのグレージング基材の間に積層されるフィルムの存在は、典型的にはグレージング基材の強度及び破砕特性を改善する。このような特性は、例えば、光学フィルムに耐破砕性又は耐破断性特性を含めることによって、向上させることができる。このような特性は、このような特性を有する材料の選択、又は光学フィルムが単一フィルム層である場合はこのような特性を提供するために適切な厚さのフィルムを使用すること、若しくは光学フィルムが多層フィルムである場合にはこのような特性を有するフィルムを組み込むことによって提供することができる。
【００４６】
典型的には、光学フィルム又は多層光学フィルムが、フィルムを光学的に透明にするポリマー材料から調製される。好適なポリマー材料の例としては、例えば、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、塩化ポリビニル、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン、酢酸アセテート、エチルセルロース、ポリアクリレート、ポリカーボネート、シリコーン並びにこれらの組み合わせ及びブレンドが挙げられる。光学フィルムは、充填剤、安定剤、抗酸化剤、塑性剤などのポリマー材料の他に、他の組成物を含有し得る。いくつかの実施形態において、光学フィルムは、ＵＶ吸収剤（ＵＶＡ）又はヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）などの安定剤を含み得る。好適なＵＶＡとしては、例えば、Ｃｉｂａ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＴＩＮＵＶＩＮ Ｐ、２１３、２３４、３２６、３２７、３２８、４０５及び５７１として入手可能な化合物などのベンゾトリアゾールＵＶＡが挙げられる。好適なＨＡＬＳとしては、Ｃｉｂａ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＴＩＮＵＶＩＮ １２３、１４４及び２９２として入手可能な化合物が挙げられる。
【００４７】
光学基材がグレージング基材を含む実施形態において、グレージング基材の第２主表面は、典型的には接着剤層を含まないが、上記のものなどの、コーティング又はフィルム層を含む場合がある。
【００４８】
光学基材の第１主表面上の微細構造層が、様々な方法で形成され得る。典型的には、微細構造層は、熱可塑性又は熱硬化性材料を含む。
【００４９】
上述した微細構造化構成体は、エンボス加工、押出成形、キャスト及び硬化、圧縮成形、及び射出成形を含めた様々な方法を用いて製造される。微細構造化フィルムを形成するために好適なエンボス加工の一方法が、米国特許第６，３２２，２３６号に記載されており、この方法は、パターン化ロールを形成するためのダイヤモンド旋削技法を含み、そのパターン化ロールは後に、微細構造化表面をフィルムの上にエンボス加工するために使用される。複数の非対称構造の順序付けられた配列を有する上記の構成体を形成するために、同様の方法が使用され得る。
【００５０】
反復パターンを持つ微細構造化表面を有するフィルムを生成するために、他の手法に従ってもよい。例えば、フィルムは、特定のパターンをその上に有する金型を使用して射出成形されてもよい。結果として得られる射出成形フィルムは、金型内のパターンを補完する表面を有する。別の同様の手法において、フィルムは圧縮成形されてもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態において、微細構造化構成体は、キャスト及び硬化と称される手法を使用して調製される。キャスト及び硬化において、硬化性混合物が表面上にコーティングされて、そこに構造化ツールが適用されるか、又は混合物が微細構造ツール内にコーティングされて、コーティングされた微細構造化ツールを表面に接触させる。硬化性混合物がその後硬化され、ツールが取り除かれて、微細構造化表面を提供する。好適な微細構造化ツールの例としては、微細構造化型及び微細構造化ライナーが挙げられる。好適な硬化性混合物の例としては、ポリウレタン、ポリエポキシド、ポリアクリレート、シリコーンなどを調製するために使用される硬化性材料などの熱硬化性材料が挙げられる。キャスト及び硬化方法は、光学フィルム基材又はグレージング基材のいずれかの上に微細構造化表面を提供するために使用され得る。
【００５２】
本開示の光管理構成体は、日光を部屋の照明のためにより有用にするために、入射する日光を方向転換するように設計される。構成体は、一般的に、太陽からの下方向の角度の光を、部屋の天井の方向に方向転換し、部屋の全体的な照明を補助する。光を方向転換する構成体の能力の測定は、実験室での試験により判定され得、試験のためにこれらを窓に組み込むことによって構成体を試験する必要性を排除する。このような試験の例は、構成体上に、強度を制御された光線を照射して、上方に方向転換される光の量を測定することを含む。入力される光線は、所定の角度で固定されてもよく、又は角度範囲にわたって変化してもよい。上方に方向転換される光の量は、例えば、光検出器で測定され得る。あらゆる方向における光の分布を測定することが望ましい場合がある。この測定値の種類は一般的に、双方向透過分布関数（ＢＴＤＦ）と称される。このような測定を行うため、Ｒａｄｉａｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ（ＷＡ）から、商標名ＩＭＡＧＩＮＧ ＳＰＨＥＲＥで入手可能な器具が使用され得る。
【００５３】
本開示の光管理構成体はグレージング基材に取り付けられて、光方向転換特性を有するグレージング物品などの物品を提供し得る。一般的に光管理構成体は、２つのグレージング基材の間に積層されるフィルムである。グレージング基材は、内部表面及び外部表面を含む。光管理フィルムは、グレージング基材の２つの内部表面の間に積層される。グレージング基材は少なくとも光学的に透過的であり、光学的に透明であり得る。好適なグレージング基材の例は、例えば、様々な異なる種類のガラス又はポリマー材料、例えば、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートを含む様々な異なる材料から調製され得る。いくつかの実施形態において、グレージング基材はまた、追加的な層又は処理を含み得る。追加的な層の例としては、例えば、グレア低減、着色性、耐破砕性などを提供するように設計されたフィルムの追加的な層が挙げられる。グレージング基材上に存在し得る追加的な処理の例としては、例えば、ハードコートなどの様々な種類のコーティング、及び修飾的エッチングなどのエッチングが挙げられる。
【００５４】
光管理構成体がグレージング基材上に微細構造化表面を含む実施形態において、微細構造化グレージング基材は、多層グレージング物品に組み込まれ得る。このような物品は、１つ以上の追加的なグレージング基材を微細構造化グレージング基材に積層することによって調製され得る。典型的には、微細構造化グレージング基材の少なくとも微細構造化表面が追加的なグレージング基材に積層されるが、追加的なグレージング基材及び／又は追加的な層、例えば、フィルム層又はコーティングはグレージング基材内に含まれてもよい。
【００５５】
光管理構成体内の微細構造化表面がその上に存在する基材とは無関係に、所望の光方向転換効果を提供するために、複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列はグレージング物品内において、規則的構成の複数の非対称多面屈折性プリズムは、微細構造の非対称面が組み込まれるグレージング物品の頂部の方に面するように向けられるべきである。このようにして、入射する日光は、グレージング物品を含む部屋の天井の方に向けられる。複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列が、グレージング基材内において、微細構造の非対称面が組み込まれるグレージング物品の底部の方に向けられるように向けられると、入射する日光は、グレージング物品を含む部屋の床の方に向けられる。
【００５６】
いくつかの実施形態において、光管理フィルムは、光学フィルムの第２表面上に接着剤層を含み、フィルムを第１グレージング基材に積層する。接着剤層は、剥離ライナーによって保護され得る。上記のように、剥離ライナーは、接着剤表面に微細構造化を付与するために微細構造化表面を含み、光管理フィルムが基材に積層される際に空気排出を可能にする。この空気排出は、積層における気泡の排除を補助する。
【００５７】
上記のように、接着剤はまた除去可能であり得、これは比較的低い初期接着性を有して、基材からの一時的除去可能性及びこれへの再配置性を可能にし、時間をかけて接着を構成し、十分な強度の結合を形成する接着剤を意味する。これは、基材の大面積が積層される際に特に有用であり得る。
【００５８】
従来的に、光管理フィルムなどの物品の大きな表面基材への積層は、場合により「湿潤」適用プロセスと称されるものにより達成されてきた。湿式適用プロセスは、液体、典型的には水／界面活性剤溶液を、大型物品の接着剤側面上、及び所望により基材表面上に噴霧することを含む。この液体は、一時的に感圧接着剤の「粘着性を低下」させて、よって設置者は、基材表面上の所望の位置で大型物品を取り扱い、スライド、及び再配置できる。また、この液体は、大型物品がくっつき合う、又は時期尚早に基材の表面上に接着した場合に、設置者が大型物品を引き離すことも可能にする。更には、接着剤に液体を適用すると、基材の表面上に確立される優れた接着性とともに、滑らかで気泡のない外観をもたらすことによって、設置済み大型物品の外観を向上させることができる。
【００５９】
湿式適用プロセスは多くの場合うまく用いられているが、時間がかかり、面倒なプロセスである。「乾式」適用プロセスは、一般に、大型グラフィック物品を設置するために望ましい。自己湿潤性であり除去可能な接着剤を、乾式設置プロセスで施用してもよい。物品は、大きな基材に容易に付着する。なぜなら、それらは自己湿潤性であり、必要に応じて容易に取り外し、再配置できるためである。
【００６０】
他の実施形態において、接着剤層は、第１グレージング基材の内部表面に適用され得る。第１グレージング基材上の接着剤層は、上記の接着剤から選択され得る。接着剤層は、剥離ライナーによって保護されてもよく、又は接着剤層は、光管理フィルムの積層の前に、第１グレージング基材に適用されてもよい。
【００６１】
第２グレージング基材は、第１グレージング基材と同じであってもよく、これと異なっていてもよい。第２グレージング基材の内部表面は、光管理フィルムの微細構造化表面と接触している。典型的には、第２グレージング基材の内部表面が光管理フィルムの微細構造化表面の微細構造の本質的に全部の少なくとも一部と接触している。
【００６２】
第２グレージング基材は、光管理フィルムの微細構造化表面に接着している。典型的には、第２グレージング基材を光管理フィルムの微細構造化表面に接着させるために、接着剤層が使用される。接着剤は、光管理フィルムの微細構造化表面に適用されてもよいが、より典型的にはこれは、第２グレージング基材の内部表面に適用される。第２グレージング基材上の接着剤層は、上記の接着剤から選択されてもよく、光管理フィルムを第１グレージング基材に接着させるために使用される接着剤と同じであっても、又は異なっていてもよい。
【００６３】
典型的には、グレージング物品は、フレーム内に組み込まれる。フレームは、木、合成プラスチック、複合材料又は金属、例えばアルミニウムなどの、任意の従来的なフレーム材料で構成され得る。グレージング物品は、ガスケット、封止材、接着剤などによってフレーム内に保持され得る。フレームは更に、アクリル、ラテックス若しくは油性塗料を塗布されてもよく、又はウレタン、エポキシ又はラッカーなどの他のコーティングを含んでもよい。
【実施例】
【００６４】
これらの実施例は単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した「特許請求の範囲」の範囲に限定するものではない。本明細書の実施例及びその他の部分における全ての部、百分率、比などは特に注記がない限り、重量による。使用した溶媒及びその他の試薬は、特に記載のない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から入手した。
【００６５】
（実施例１）
所望のライナー溝及びプリズム要素（図３と同様の断面を有する）の負の形状を有するマスターツールが、ダイヤモンド切削プロセスを使用して得られた。紫外線硬化性樹脂組成物は、Ｃｏｇｎｉｓ（Ｍｏｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商標表記「ＰＨＯＴＯＭＥＲ ６０１０」で市販される、７４重量部の脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、Ｓａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から商標表記「ＳＡＲＴＯＭＥＲ ＳＲ ２３８」で市販される、２５重量部の１，６−ヘキサンジオールジアクリレート及びＣｉｂａ（Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から商標表記「ＤＡＲＯＣＵＲ １１７３」で市販されるαヒドロキシケトンＵＶ光開始剤（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン）をブレンドすることによって調製された。ＤｕＰｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓ（Ｈｏｐｅｗｅｌｌ，ＶＡ）から、商標表記「ＭＥＬＩＮＥＸ ４５３」で市販される、７６マイクロメートル（３ミル）厚さのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが、紫外線硬化性樹脂で、およそ８５マイクロメートルの厚さまでコーティングされた。コーティングされたフィルムは、溝に空気が全く入らないように、マスターツールと物理的に接触させた。マスターツールと物理的に接触している間に樹脂が、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能なマイクロ波によって駆動される紫外線硬化システムにより硬化された。ウェブ上の硬化した樹脂が、マスターツールから取り除かれて、微細構造化フィルムを生じた。３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から、商標表記「３Ｍ ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＣＬＥＡＲ ＡＤＨＥＳＩＶＥ ８１７１」で市販される２５マイクロメートル（１ミル）厚さの光学的に透明な接着剤転写テープの１つのライナーが取り除かれ、露出した接着剤表面が、微細構造化フィルムの非構造化面に、Ｐｒｏｔｅｃｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能なロールツーロール成層機で積層された。
【００６６】
（実施例２）
実施例１で調製されるものと同様の光方向転換構成体が、ガラス基材上で調製され得る。ダイヤモンド切削プロセスを使用して得られる同様のマスターツールが使用され得る。Ｃｏｇｎｉｓ（Ｍｏｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商標表記「ＰＨＯＴＯＭＥＲ ６０１０」で市販される、７４重量部の脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、Ｓａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から商標表記「ＳＡＲＴＯＭＥＲ ＳＲ ２３８」で市販される、２５重量部の１，６−ヘキサンジオールジアクリレート及びＣｉｂａ（Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から商標表記「ＤＡＲＯＣＵＲ １１７３」で市販されるαヒドロキシケトンＵＶ光開始剤（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン）を含む同様のＵＶ硬化性樹脂組成物が、調製され得る。ガラスプレートが、ＵＶ硬化性樹脂により、およそ８５マイクロメートルの厚さまでコーティングされ得る。コーティングされたフィルムは、溝に空気が全く入らないように、マスターツールと物理的に接触させることができる。マスターツールと物理的に接触している間に樹脂が、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能なマイクロ波によって駆動される紫外線硬化システムにより硬化され得る。ウェブ上の硬化した樹脂が、マスターツールから取り除かれて、微細構造化フィルムを生じ得る。
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般的に、光学的構成体、特に光を方向転換する構成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物内におけるエネルギー消費を低減するために、様々な手法が使用される。建物内に照明を提供するために、とりわけ、日光のより効率的な使用が検討及び適用されている。オフィスなどの建物の内部に光を供給するための１つの技術は、入射する日光の方向転換である。日光は下向きの角度で窓から入るため、この光の多くは、部屋の照明にとって有用ではない。しかしながら、下方向に入射する光線が上方に方向変換され得、それによってこれらが天井に当たれば、光はより有用に部屋の照明に使用され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
日光などの光を、有用な方向に方向転換するための技術及び物品が開示される。光管理構成体及びこれらの作製する方法、加えて、これらの構成体から調製される物品が含まれる。
【０００４】
第１主表面及び第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学基材であって、第１主表面は非対称構造を含む微細構造化表面を含み、非対称構造は複数の多面反射性プリズムの順序付けられた配列を含み、多面屈折性プリズムのそれぞれの断面は４つの面（面Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を含み、多面屈折性プリズムの面Ａは光学基材の第１主表面と平行であり、かつこれと隣接し、多面屈折性プリズムの面Ｂは面Ａに接合され、面Ａの垂線と水平な方向の上１５〜８０°の角度における光学基材の第２主表面上への入射光線の全内部反射を生成するように設計され、多面屈折性プリズムの面Ｃは面Ａに接合され、多面屈折性プリズムの面Ｄが面Ｃ及び面Ｂに接続され、かつ面Ｂから反射される光線を、面Ｂから離れる方向に、面Ｃ及び／又はＤに向けて実質的に方向転換するように設計される、光学基材を含む光管理構成体が本明細書において開示される。
【０００５】
第１グレージング基材と、基材に取り付けられた光管理構成体であって、光管理構成体は第１主表面及び第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学フィルムを含み、第１主表面は非対称構造を含む微細構造化表面を含み、非対称構造は複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含む、光管理構成体と、光学フィルムの第１主要構造化表面の構造の実質的に全部に結合される第２グレージング基材とを含む、物品。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の光方向転換構成体の断面図。
【図２】本開示の光方向転換構成体の断面図。
【図３】本開示の光方向転換構成体の断面図。
【図４】本開示の光方向転換構成体の平面図。
【図５】本開示の光方向転換構成体の平面図。
【図６】本開示の光方向転換構成体の平面図。
【図７】本開示の光方向転換構成体の平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
建物内の部屋、廊下などに自然の日光を提供するために窓及び同様の構成体が使用される。しかしながら、自然の太陽光は、典型的には光が部屋又は廊下に遠くまで透過し得ないような角度で窓に当たる。加えて、入射光は、窓付近において不快なほどに強いことがあるため、窓付近に座っているユーザーはシャッター、ブラインド又はカーテンを閉ざしたくなることがあり、したがって部屋の照明のこの潜在的な光源は排除される。したがって、通常の入射角から、部屋又は廊下の天井への方向に日光を方向転換させ得る構成が望ましい。
【０００８】
したがって、内部に組み込まれる日光の方向転換の特性を有する窓を構成することが望ましい。窓などの基材に取り付けられ得、例えば、部屋に照明を提供するために部屋の天井に向かう、有用な方向に光、特に日光を方向転換する、フィルム又はガラスパネルなどの光管理構成体に対する必要性が存在する。多くの窓は、ガラスなどの、少なくとも２層のグレージング基材を含むため、光管理フィルムは、グレージング基材の間に積層され得る。フィルムの使用は、単純な積層工程により、窓基材をエッチングするかないしは別の方法で恒久的に物理的に修正することを必要とせずに、光方向転換機能を窓に組み込むことを可能にする。加えて、光管理フィルムは、例えば、耐破砕性及び赤外反射などの追加的な機能を生じ得る。あるいは、光管理特性は、１つ以上のグレージング基材に直接組み込まれることができ、追加的なフィルム層の使用の必要性を排除する。
【０００９】
光方向転換構成体は、第１主表面及び第２主表面を含む光学基材を含み、第１主表面上の微細構造化表面を有する。微細構造は、複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を形成する。いくつかの実施形態において、光学基材は光学フィルムを含み、他の実施形態において、光学基材はガラスなどのグレージング基材を含む。光学構成体は、２つのグレージング基材の間に積層された光方向転換フィルムを含むか、又は内部で光方向転換グレージング基材が第２グレージング基材と積層される、光学構成体が調製され得る。
【００１０】
用語「光学基材」とは、本明細書において使用するとき、少なくとも光学的に透過性であり、光学的に透明であり得、かつまた追加的な光学的効果を生じ得る基材を指す。光学基材の例としては、光学フィルム及びグレージング基材、例えば、ガラスプレートが挙げられる。
【００１１】
用語「光学フィルム」とは、本明細書において使用するとき、少なくとも光学的に透過性であり、光学的に透明であり得、かつまた追加的な光学的効果を生じ得るフィルムを指す。追加的な光学的効果の例としては、例えば、光拡散、偏光又は一定の波長の光の反射を含む。
【００１２】
用語「光学的に透明」とは、本明細書で使用するとき、人間の裸眼に透明に見えるフィルム又は構成を指す。用語「光学的に透明」とは、本明細書において使用されるとき、可視光スペクトルの少なくとも一部（約４００〜約７００ナノメートル）にわたって高い光透過を有し、低いヘーズを呈するフィルム又は物品を指す。光学的に透明な材料は、多くの場合、４００〜７００ｎｍの波長帯において、少なくとも約９０％の視感透過率及び約２％未満の曇価を有する。視感透過率及び曇度の両方は、例えば、ＡＳＴＭ−Ｄ １００３−９５の方法を使用して決定することができる。
【００１３】
複数の構造を記載するために本明細書において使用される用語「順序付けられた配列」とは、規則的な反復パターンの構造を指す。
【００１４】
用語「点」「側面」及び「交点」は、本明細書において使用されるとき、これらの典型的な形状的意味を有する。
【００１５】
用語「アスペクト比」とは、基材に取り付けられた構造を指して本明細書において使用されるとき、基材の上の構造の最大高さの、基材又はその部分に取り付けられる構造の基部に対する比率を指す。
【００１６】
本明細書で使用される用語「接着剤」は、２つの被着体を一緒に接着するのに有用なポリマー組成物を指す。接着剤の例は、熱活性化接着剤及び感圧接着剤である。
【００１７】
熱活性化接着剤は、室温では非粘着性であるが、高温で粘着性になり、基材に接着することができるようになる。これらの接着剤は通常、室温より高いガラス転移温度（Ｔｇ）又は融点（Ｔｍ）を有する。温度がＴｇ又はＴｍよりも高くなるとき、貯蔵弾性率は通常低下し、接着剤は粘着性になる。
【００１８】
感圧接着剤組成物は、（１）積極的かつ永久的粘着、（２）指圧以下の圧力での接着性、（３）被着体を保持する十分な能力、及び（４）被着体からきれいに取り外すことができる十分な凝集力を含む、室温における特性を有することが、当業者には周知である。感圧性接着剤として十分に機能することがわかっている材料は、粘着力、引き剥がし接着力、及び剪断保持力の望ましいバランスをもたらす、必要な粘弾性を呈するよう設計及び処方されたポリマーである。特性の適正なバランスを得るのは、単純なプロセスではない。
【００１９】
光学基材は、光学フィルム又はグレージング基材であり得る。グレージング基材の例としては、例えば、ガラスプレート、ポリオレフィンプレート、ポリイミドプレート、ポリカーボネートプレート及びポリアクリレートプレートが挙げられる。光学フィルムの使用に関連する以下の記載がまた、グレージング基材の使用に適用される。
【００２０】
いくつかの実施形態において光学基材は光学フィルムである。光学フィルムは、スペクトルの可視光領域において、高い光学透明性を有する任意の好適なフィルムであり得る。光学フィルムは、単一層フィルム又は多層フィルム構成であり得る。光学フィルムは、第１主表面及び第２主表面を有する。第１主表面は微細構造化表面を含む。この微細構造化表面は、複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含む。プリズムは、入射する太陽光（これは上からフィルム上へと、基材と垂直な方向から１５〜８０°の角度で入射する）が部屋の天井の方へと上方に方向変換される一方で、下からの入射光が下方向へと方向転換されないように、非対称であることが望ましい。対称的な構造のアーチファクトは、下方に向けられた光が観察者にとって可視であることであり、これは望ましくない。
【００２１】
複数の非対称多面屈折性プリズムは、光方向転換フィルムを含む窓又は他の開口部を含む部屋の天井に向けて、入射する太陽光を効果的に方向変換するように設計される。典型的に、非対称多面屈折性プリズムは、３つ以上、より典型的には４つ以上の面を含む。プリズムは光学フィルムの表面から生じる順序付けられた配列の突起部として観察され得る。典型的にはこれらの突起部のアスペクト比は１以上であり、すなわち、突起部の高さは、少なくとも突起部の基部における幅と、少なくとも同等である。いくつかの実施形態において、突起部の高さは少なくとも５０マイクロメートルである。いくつかの実施形態において、突起部の高さは２５０マイクロメートル以下である。これは、非対称構造は、典型的には、光学基材の第１主表面から５０マイクロメートル〜２５０マイクロメートルだけ突出していることを意味する。
【００２２】
この光方向転換を生じるように、多面屈折性プリズムを設計するために使用される基準は、例えば、図１に例示される。図１は、基材１０及び単一のプリズム１１の断面を含む光方向変換フィルム１００を示す。プリズム１１は４つの面、光学基材１０に隣接する面Ａ、面Ａに接合される面Ｂ、面Ａに接合される面Ｃ、並びに面Ｂ及び面Ｃに接合される面Ｄを有する。
【００２３】
面Ｂはこれが、光学基材の第２主表面に入射する、太陽光線に対して、全内部反射を生じるような様式で角度を有する。太陽光は、光学基材の第２主表面上から入射して、典型的には、時刻、時期、光方向転換構成体の地理的位置などによって、光学基材の第１主表面の垂線から約１５〜８０°の角度を形成する。入射光線はプリズム１１に入り、全内部反射の現象により面Ｂから反射される。全内部反射を達成するため、面Ｂが面Ａと垂直ではなく、図１に示されるように、垂線から角θだけオフセットされていることが望ましい。角θの値の選択は、例えば、光管理フィルムを調整するために使用される組成物材料の屈折率、光管理フィルムの使用のために推奨される地理的位置などを含む様々な可変の特性に依存するが、典型的には、角θの値は６〜１４°又は更に６〜１２°である。
【００２４】
面Ｃは、面Ａに接合され、面Ａを面Ｄに接続する。面Ａが面Ａに対して垂直ではなく、垂線から角αだけオフセットされていることが好ましい。他の特性の中でもとりわけ、角αのオフセットは、面Ｄを通じてプリズム１１から出る光が、隣接するプリズム（図１には示されない）に入ることを防ぐのを助ける。角度θでは、角度αの値の選択は、隣接するプリズムの近さ、面Ｄの特性及び大きさなどを含む、様々な可変特性に依存する。典型的には、角度αは、５〜２５°、又は更に９〜２５°の範囲である。
【００２５】
面Ｄは、方向転換された光線がプリズムから出る、プリズムの面である。図１において面Ｄは、単一の面として示されるが、面Ｄは一連の面を含むことがある。また、図１において面Ｄは、曲面として示されるが面Ｄは全ての実施形態において湾曲している必要はない。面Ｂから反射される光線は、面Ｄにより、部屋の間接照明を改善するために有効な方向に反射される。これは、面Ｄから反射する光線は、面Ａと垂直、又は垂直から離れた角度で、部屋の天井の方に向けて方向転換されることを意味する。
【００２６】
いくつかの実施形態において、面Ｃは湾曲していてもよく、面Ｄは湾曲していてもよく、又は面Ｃと面Ｄの組み合わせが単一の連続的な曲面を形成してもよい。他の実施形態において、面Ｃ若しくはＤ又は、面Ｃ及びＤが共に、一連の面を含み、一連の面は構造化表面を含む。構造化表面は、規則的又は不規則的であってよく、すなわち、構造は規則的パターン又はランダムパターンを形成し、均一であってもよく、又は構造は異なってもよい。これらの構造は、これらが微細構造上にあるために、典型的には非常に小さい。典型的には、これらの構造の各寸法（高さ、幅及び長さ）は、面Ａの寸法よりも小さい。
【００２７】
図２は、光方向転換構成体の別の実施形態を示す。図２では、光方向変換構成体２００は、光学基材２００及び単一のプリズム２１の断面を含む。プリズム２１は４つの面、光学基材２０に隣接する面Ａ、面Ａに接合される面Ｂ、面Ａに接合される面Ｃ、並びに面Ｂ及び面Ｃに接合される面Ｄを有する。面Ｄは副次的な面Ｄ１を含む。副次的な面Ｄ１は、ある点で面Ｂに接合される。この点は、グレージング基材又は任意のカバーフィルムとの接触点を提供する（グレージング基材又は任意のカバーフィルムは図２には示されない）。角θ及びαは、図１で定義されるとおりである。
【００２８】
図３は、光方向転換構成体の別の実施形態を示す。図３では、光方向変換構成体３００は、光学基材３０及び単一のプリズム３１の断面を含む。プリズム３１は４つの面、フィルム３０に隣接する面Ａ、面Ａに接合される面Ｂ、面Ａに接合される面Ｃ、並びに面Ｂ及び面Ｃに接合される面Ｄを有する。面Ｄは副次的な面Ｄ２を含む。副次的な面Ｄ２は、面Ｂに接合され、グレージング基材又はカバーフィルムと結合ゾーンを形成するように設計される（グレージング基材又はカバーフィルムは図３に示されない）。角θ及びαは、図１で定義されるとおりである。
【００２９】
光学基材の全表面は、微細構造を含んでもよく、又は微細構造は、光学基材の第１表面の一部の上にのみ存在し得る。これは、光学基材がグレージング基材を含む場合に特に妥当する。グレージング基材は、グレージング物品に組み込まれてもよく、例えば、窓の中のグレージング基材として機能し得るため、望ましい光方向転換効果を生じるために、グレージング基材の全表面が微細構造表面を含むことが必要であるか又は望ましい場合がある。
【００３０】
複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列は、微細構造の配列を形成し得る。配列は、様々な要素を有し得る。例えば、配列は、線形（すなわち、一連の平行な線）、正弦波形状（すなわち、一連の波形の線）、ランダム、又はこれらの組み合わせであり得る。広範な配列が可能であるが、配列要素が別個であり得る、すなわち、配列要素が交差又は重複しないことが望ましい。図４〜７は、様々な配列要素を有する、複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列の平面図を示す。図４において、光方向変換構成４００は、線形配列要素４１０を含む。図５において、光方向変換構成５００は正弦波形状配列要素５１０を含む。図６において、光方向変換構成６００は、正弦波形状配列要素６１０を含む。図６において、正弦波形状配列要素６１０は、互いに位相が不一致である。図７において、光方向変換構成７００は、ランダムな配列要素７１０を含む。図４〜７における配列要素は、単に代表的なものであり、縮尺通りに描かれてはおらず、また、数字は例示的であることを意図され、追加的な配列要素及び組み合わせが可能であり、本開示の範囲内である。
【００３１】
光学フィルムの第２主表面は、第１グレージング基材に積層されるように設計される。典型的には、この表面は、接着剤コーティングなどのコーティングを含み、これは光方向変換フィルムを第１グレージング基材表面へと接着させる。好適な接着剤の例としては、熱活性化接着剤、感圧接着剤、熱活性化接着剤、感圧接着剤又は硬化性接着剤が挙げられる。好適な光学的に透明な硬化性接着剤の例としては、米国特許第６，８８７，９１７号（Ｙａｎｇら）に記載されるものが挙げられる。接着剤の特性により、接着剤コーティングは、これに取り付けられた剥離ライナーを有してもよく、接着剤コーティングが表面に時期尚早に接着することを防ぎ、接着剤表面に接着し得る汚れ及び他のくずから保護する。剥離ライナーは典型的には、光方向転換積層体が基材に取り付けられるまで、適所に留まる。典型的には、感圧接着剤が使用される。
【００３２】
広範な感圧接着剤組成物が好適である。いくつかの実施形態において、感圧接着剤は光学的に透明である。感圧接着剤組成物は、感圧接着剤特性を有するいずれかの材料であり得る。更に感圧性接着剤構成要素は、１種類の感圧性接着剤であり得、又は感圧性接着剤は２種以上の感圧性接着剤の組み合わせであり得る。
【００３３】
好適な感圧性接着剤としては、例えば、天然ゴム、合成ゴム、スチレンブロックコポリマー、ポリビニルエーテル、（アクリレートとメタクリレートの両方を含む）ポリ（メタ）アクリレート、ポリオレフィン、シリコーン又はポリビニルブチラールに基づくものが挙げられる。
【００３４】
光学的に透明な感圧接着剤は、（メタ）アクリレート系感圧接着剤であり得る。有用なアルキル（メタ）アクリレート（すなわち、アクリル酸アルキルエステルモノマー）としては、そのアルキル基が４〜１４個まで、とりわけ４〜１２個までの炭素原子を有する、非三級アルキルアルコールの直鎖若しくは分枝状一官能性アクリレート又はメタクリレートが挙げられる。ポリ（メタ）アクリル感圧性接着剤は、例えば、イソオクチルアクリレート、イソノニルアクリレート、２−メチル−ブチルアクリレート、２−エチル−ヘキシルアクリレート及びｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−ノニルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、イソデシルアクリレ−ト、イソデシルメタクリレート、アクリル酸イソボルニル、４−メチル−２−ペンチルアクリレート、及びドデシルアクリレートなどの、例えば、少なくとも１種のアルキル（メタ）アクリレートエステルモノマー、並びに、例えば、（メタ）アクリル酸、ビニルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドン、（メタ）アクリルアミド、ビニルエステル、フマル酸エステル、スチレンマクロマ、アルキルマレアート及びアルキルフマレート（それぞれ、マレイン酸及びフマル酸系）又はこれらの組み合わせなどの少なくとも１種の任意のコモノマー成分から誘導される。
【００３５】
いくつかの実施形態において、ポリ（メタ）アクリル系感圧接着剤は、約０〜約２０重量パーセントのアクリル酸と、約１００〜約８０重量パーセントの、イソオクチルアクリレート、２−エチル−ヘキシルアクリレート、又はｎ−ブチルアクリレート組成物のうちの少なくとも１つとから誘導される。
【００３６】
いくつかの実施形態において、接着剤層は、少なくとも部分的にポリビニルブチラールから形成される。ポリビニルブチラール層は、既知の水性又は溶媒系アセタール化プロセスを介して形成してもよく、このプロセスでは、ポリビニルアルコールは酸性触媒の存在下でブチルアルデヒドと反応する。いくつかの場合において、ポリビニルブチラール層は、Ｓｏｌｕｔｉａ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から商標名「ＢＵＴＶＡＲ」樹脂として市販されているポリビニルブチラールを包含してもよく、又はこれから形成されてもよい。
【００３７】
場合によっては、ポリビニルブチラール層は、樹脂と（所望により）可塑剤とを混合して、混合製剤をシートダイを通して押し出すことにより製造してもよい。可塑剤が包含される場合、ポリビニルブチラール樹脂は、樹脂１００部当たり約２０〜８０部、又はおそらく約２５〜６０部の可塑剤を包含してよい。好適な可塑剤の例には、多塩基酸又は多価アルコールのエステルが挙げられる。好適な可塑剤は、トリエチレングリコールビス（２−エチルブチラート）、トリエチレングリコールジ−（２−エチルヘキサノエート）、トリエチレングリコールジヘプタノエート、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、ジヘキシルアジパート、ジオクチルアジパート、ヘキシルシクロへキシルアジパート、ヘプチル及びノニルアジパートの混合物、ジイソノニルアジパート、ヘプチルノニルアジパート、ジブチルセバケート、油変性セバシン酸アルキドのような高分子可塑剤、米国特許第３，８４１，８９０号に開示されているようなホスフェート及びアジパートの混合物、米国特許第４，１４４，２１７号に開示されているようなアジパートである。
【００３８】
接着剤層は、架橋され得る。接着剤は、熱、水分又は放射線によって架橋され得、共有結合架橋網を形成して、これが接着剤の流動能力を変性する。架橋剤が、全ての種類の接着剤配合物に追加され得るが、コーティング及びプロセス条件によって、硬化は、熱又は放射線エネルギーにより又は水分により活性化され得る。架橋剤の追加が望ましくない場合において、所望により、電子ビームへの暴露によって接着剤を架橋することができる。
【００３９】
架橋度は、特定の性能要件を満たすように制御され得る。接着剤は、任意により、１つ以上の接着剤を更に含むことができる。重合方法、コーティング方法、最終用途などにより、開始剤、充填剤、塑性剤、粘着付与剤、連鎖移動剤、繊維強化剤、織布及び不織布、起泡剤、抗酸化剤、安定剤、難燃剤、増粘剤並びにこれらの混合物からなる群から選択される添加物が使用され得る。
【００４０】
光学的に透明であることに加え、感圧接着剤は、これを窓などの大きな基材に積層するために好適なものにする、追加的な特徴を有し得る。これらの追加的な特徴には、一時的除去可能性がある。一時的に除去可能な接着剤は、比較的低い初期接着性を有するものであり、基材からの一時的除去可能性及びこれへの再配置性を可能にし、時間をかけて接着を構成し、十分な強度の結合を形成する。一時的に除去可能な接着剤の例は、例えば、米国特許第４，６９３，９３５号（Ｍａｚｕｒｅｋ）に記載される。あるいは、又は加えて、一時的に除去可能であることの代わりに、又はこれに加えて、感圧接着剤層は、微細構造化表面を含んでもよい。この微細構造化表面は、接着剤が基材に積層される際の空気の排出を可能にする。光学的用途において、典型的には、接着剤は、微細構造が時間をかけて消え、したがって接着剤層の光学的特性に影響を与えない程度において、基材の表面を湿らせ、流れる。微細構造化接着剤表面は、微細構造化表面を有する剥離ライナーなどの微細構造化ツールに接着剤表面を接触させることによって得られる場合がある。
【００４１】
感圧性接着剤は本質的に粘着性であってよい。望ましい場合には、感圧性接着剤を形成するため、粘着付与剤を基材に加えることができる。有用な粘着付与剤としては、例えば、ロジンエステル樹脂類、芳香族炭化水素樹脂類、脂肪族炭化水素樹脂類、及びテルペン樹脂類が挙げられる。感圧接着剤の光学的透明性を低減させない限り、例えば、油、可塑剤、酸化防止剤、紫外線（「ＵＶ」）安定剤、水素添加ブチルゴム、顔料、硬化剤、ポリマー添加剤、増粘剤、連鎖移動剤及びその他の添加物などの他の材料を、特別な目的のために加えることができる。いくつかの実施形態において、感圧接着剤は、紫外線吸収剤（ＵＶＡ）又はヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）を含有し得る。好適なＵＶＡとしては、例えば、Ｃｉｂａ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＴＩＮＵＶＩＮ Ｐ、２１３、２３４、３２６、３２７、３２８、４０５及び５７１として入手可能な化合物などのベンゾトリアゾールＵＶＡが挙げられる。好適なＨＡＬＳとしては、Ｃｉｂａ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＴＩＮＵＶＩＮ １２３、１４４及び２９２として入手可能な化合物が挙げられる。
【００４２】
本開示の感圧接着剤は、例えば、制御された光透過率及びヘーズなどの望ましい光学的特性を呈する。いくつかの実施形態において、感圧接着剤でコーティングされる基材は、基材単独と実質的に同じ光透過率を有し得る。
【００４３】
微細構造化表面のためのキャリア及び支持層であることの他に、光学フィルムはまた、光方向転換フィルムに追加的な機能性を提供することができる。例えば、光学フィルムは、赤外光を反射し得る多層フィルムであり得る。このようにして、光方向転換積層体はまた、望ましくない赤外光（熱）を建物の外側に維持する一方で、望ましい可視光を建物内に入れることを助け得る。光学フィルムとして有用な、好適な多層フィルムの例としては、例えば、米国特許第６，０４９，４１９号、同第５，２２３，４６５号、同第５，８８２，７７４号、同第６，０４９，４１９号、同第ＲＥ ３４，６０５号、同第５，５７９，１６２号及び同第５，３６０，６５９号に記載されるものが挙げられる。いくつかの実施形態において、光学フィルムは、交互のポリマー層が協調して赤外光を反射する、多層フィルムである。いくつかの実施形態において、ポリマー層の少なくとも１つが複屈折性ポリマー層である。
【００４４】
光学フィルムは、既に記載された接着剤コーティングに加えて、又はその代わりに、第２主表面上に追加的なコーティングを有してもよい。例えば、第２主表面は、防眩コーティングを含み得る。
【００４５】
加えて、光学フィルムは、上記の光学特性に加えてグレージング積層体に追加的な有利な構造特性を提供するように設計され得る。２つのグレージング基材の間に積層されるフィルムの存在は、典型的にはグレージング基材の強度及び破砕特性を改善する。このような特性は、例えば、光学フィルムに耐破砕性又は耐破断性特性を含めることによって、向上させることができる。このような特性は、このような特性を有する材料の選択、又は光学フィルムが単一フィルム層である場合はこのような特性を提供するために適切な厚さのフィルムを使用すること、若しくは光学フィルムが多層フィルムである場合にはこのような特性を有するフィルムを組み込むことによって提供することができる。
【００４６】
典型的には、光学フィルム又は多層光学フィルムが、フィルムを光学的に透明にするポリマー材料から調製される。好適なポリマー材料の例としては、例えば、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、塩化ポリビニル、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン、酢酸アセテート、エチルセルロース、ポリアクリレート、ポリカーボネート、シリコーン並びにこれらの組み合わせ及びブレンドが挙げられる。光学フィルムは、充填剤、安定剤、抗酸化剤、塑性剤などのポリマー材料の他に、他の組成物を含有し得る。いくつかの実施形態において、光学フィルムは、ＵＶ吸収剤（ＵＶＡ）又はヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）などの安定剤を含み得る。好適なＵＶＡとしては、例えば、Ｃｉｂａ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＴＩＮＵＶＩＮ Ｐ、２１３、２３４、３２６、３２７、３２８、４０５及び５７１として入手可能な化合物などのベンゾトリアゾールＵＶＡが挙げられる。好適なＨＡＬＳとしては、Ｃｉｂａ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＴＩＮＵＶＩＮ １２３、１４４及び２９２として入手可能な化合物が挙げられる。
【００４７】
光学基材がグレージング基材を含む実施形態において、グレージング基材の第２主表面は、典型的には接着剤層を含まないが、上記のものなどの、コーティング又はフィルム層を含む場合がある。
【００４８】
光学基材の第１主表面上の微細構造層が、様々な方法で形成され得る。典型的には、微細構造層は、熱可塑性又は熱硬化性材料を含む。
【００４９】
上述した微細構造化構成体は、エンボス加工、押出成形、キャスト及び硬化、圧縮成形、及び射出成形を含めた様々な方法を用いて製造される。微細構造化フィルムを形成するために好適なエンボス加工の一方法が、米国特許第６，３２２，２３６号に記載されており、この方法は、パターン化ロールを形成するためのダイヤモンド旋削技法を含み、そのパターン化ロールは後に、微細構造化表面をフィルムの上にエンボス加工するために使用される。複数の非対称構造の順序付けられた配列を有する上記の構成体を形成するために、同様の方法が使用され得る。
【００５０】
反復パターンを持つ微細構造化表面を有するフィルムを生成するために、他の手法に従ってもよい。例えば、フィルムは、特定のパターンをその上に有する金型を使用して射出成形されてもよい。結果として得られる射出成形フィルムは、金型内のパターンを補完する表面を有する。別の同様の手法において、フィルムは圧縮成形されてもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態において、微細構造化構成体は、キャスト及び硬化と称される手法を使用して調製される。キャスト及び硬化において、硬化性混合物が表面上にコーティングされて、そこに構造化ツールが適用されるか、又は混合物が微細構造ツール内にコーティングされて、コーティングされた微細構造化ツールを表面に接触させる。硬化性混合物がその後硬化され、ツールが取り除かれて、微細構造化表面を提供する。好適な微細構造化ツールの例としては、微細構造化型及び微細構造化ライナーが挙げられる。好適な硬化性混合物の例としては、ポリウレタン、ポリエポキシド、ポリアクリレート、シリコーンなどを調製するために使用される硬化性材料などの熱硬化性材料が挙げられる。キャスト及び硬化方法は、光学フィルム基材又はグレージング基材のいずれかの上に微細構造化表面を提供するために使用され得る。
【００５２】
本開示の光管理構成体は、日光を部屋の照明のためにより有用にするために、入射する日光を方向転換するように設計される。構成体は、一般的に、太陽からの下方向の角度の光を、部屋の天井の方向に方向転換し、部屋の全体的な照明を補助する。光を方向転換する構成体の能力の測定は、実験室での試験により判定され得、試験のためにこれらを窓に組み込むことによって構成体を試験する必要性を排除する。このような試験の例は、構成体上に、強度を制御された光線を照射して、上方に方向転換される光の量を測定することを含む。入力される光線は、所定の角度で固定されてもよく、又は角度範囲にわたって変化してもよい。上方に方向転換される光の量は、例えば、光検出器で測定され得る。あらゆる方向における光の分布を測定することが望ましい場合がある。この測定値の種類は一般的に、双方向透過分布関数（ＢＴＤＦ）と称される。このような測定を行うため、Ｒａｄｉａｎｔ Ｉｍａｇｉｎｇ（ＷＡ）から、商標名ＩＭＡＧＩＮＧ ＳＰＨＥＲＥで入手可能な器具が使用され得る。
【００５３】
本開示の光管理構成体はグレージング基材に取り付けられて、光方向転換特性を有するグレージング物品などの物品を提供し得る。一般的に光管理構成体は、２つのグレージング基材の間に積層されるフィルムである。グレージング基材は、内部表面及び外部表面を含む。光管理フィルムは、グレージング基材の２つの内部表面の間に積層される。グレージング基材は少なくとも光学的に透過的であり、光学的に透明であり得る。好適なグレージング基材の例は、例えば、様々な異なる種類のガラス又はポリマー材料、例えば、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートを含む様々な異なる材料から調製され得る。いくつかの実施形態において、グレージング基材はまた、追加的な層又は処理を含み得る。追加的な層の例としては、例えば、グレア低減、着色性、耐破砕性などを提供するように設計されたフィルムの追加的な層が挙げられる。グレージング基材上に存在し得る追加的な処理の例としては、例えば、ハードコートなどの様々な種類のコーティング、及び修飾的エッチングなどのエッチングが挙げられる。
【００５４】
光管理構成体がグレージング基材上に微細構造化表面を含む実施形態において、微細構造化グレージング基材は、多層グレージング物品に組み込まれ得る。このような物品は、１つ以上の追加的なグレージング基材を微細構造化グレージング基材に積層することによって調製され得る。典型的には、微細構造化グレージング基材の少なくとも微細構造化表面が追加的なグレージング基材に積層されるが、追加的なグレージング基材及び／又は追加的な層、例えば、フィルム層又はコーティングはグレージング基材内に含まれてもよい。
【００５５】
光管理構成体内の微細構造化表面がその上に存在する基材とは無関係に、所望の光方向転換効果を提供するために、複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列はグレージング物品内において、規則的構成の複数の非対称多面屈折性プリズムは、微細構造の非対称面が組み込まれるグレージング物品の頂部の方に面するように向けられるべきである。このようにして、入射する日光は、グレージング物品を含む部屋の天井の方に向けられる。複数の非対称多面屈折性プリズムの順序付けられた配列が、グレージング基材内において、微細構造の非対称面が組み込まれるグレージング物品の底部の方に向けられるように向けられると、入射する日光は、グレージング物品を含む部屋の床の方に向けられる。
【００５６】
いくつかの実施形態において、光管理フィルムは、光学フィルムの第２表面上に接着剤層を含み、フィルムを第１グレージング基材に積層する。接着剤層は、剥離ライナーによって保護され得る。上記のように、剥離ライナーは、接着剤表面に微細構造化を付与するために微細構造化表面を含み、光管理フィルムが基材に積層される際に空気排出を可能にする。この空気排出は、積層における気泡の排除を補助する。
【００５７】
上記のように、接着剤はまた除去可能であり得、これは比較的低い初期接着性を有して、基材からの一時的除去可能性及びこれへの再配置性を可能にし、時間をかけて接着を構成し、十分な強度の結合を形成する接着剤を意味する。これは、基材の大面積が積層される際に特に有用であり得る。
【００５８】
従来的に、光管理フィルムなどの物品の大きな表面基材への積層は、場合により「湿潤」適用プロセスと称されるものにより達成されてきた。湿式適用プロセスは、液体、典型的には水／界面活性剤溶液を、大型物品の接着剤側面上、及び所望により基材表面上に噴霧することを含む。この液体は、一時的に感圧接着剤の「粘着性を低下」させて、よって設置者は、基材表面上の所望の位置で大型物品を取り扱い、スライド、及び再配置できる。また、この液体は、大型物品がくっつき合う、又は時期尚早に基材の表面上に接着した場合に、設置者が大型物品を引き離すことも可能にする。更には、接着剤に液体を適用すると、基材の表面上に確立される優れた接着性とともに、滑らかで気泡のない外観をもたらすことによって、設置済み大型物品の外観を向上させることができる。
【００５９】
湿式適用プロセスは多くの場合うまく用いられているが、時間がかかり、面倒なプロセスである。「乾式」適用プロセスは、一般に、大型グラフィック物品を設置するために望ましい。自己湿潤性であり除去可能な接着剤を、乾式設置プロセスで施用してもよい。物品は、大きな基材に容易に付着する。なぜなら、それらは自己湿潤性であり、必要に応じて容易に取り外し、再配置できるためである。
【００６０】
他の実施形態において、接着剤層は、第１グレージング基材の内部表面に適用され得る。第１グレージング基材上の接着剤層は、上記の接着剤から選択され得る。接着剤層は、剥離ライナーによって保護されてもよく、又は接着剤層は、光管理フィルムの積層の前に、第１グレージング基材に適用されてもよい。
【００６１】
第２グレージング基材は、第１グレージング基材と同じであってもよく、これと異なっていてもよい。第２グレージング基材の内部表面は、光管理フィルムの微細構造化表面と接触している。典型的には、第２グレージング基材の内部表面が光管理フィルムの微細構造化表面の微細構造の本質的に全部の少なくとも一部と接触している。
【００６２】
第２グレージング基材は、光管理フィルムの微細構造化表面に接着している。典型的には、第２グレージング基材を光管理フィルムの微細構造化表面に接着させるために、接着剤層が使用される。接着剤は、光管理フィルムの微細構造化表面に適用されてもよいが、より典型的にはこれは、第２グレージング基材の内部表面に適用される。第２グレージング基材上の接着剤層は、上記の接着剤から選択されてもよく、光管理フィルムを第１グレージング基材に接着させるために使用される接着剤と同じであっても、又は異なっていてもよい。
【００６３】
典型的には、グレージング物品は、フレーム内に組み込まれる。フレームは、木、合成プラスチック、複合材料又は金属、例えばアルミニウムなどの、任意の従来的なフレーム材料で構成され得る。グレージング物品は、ガスケット、封止材、接着剤などによってフレーム内に保持され得る。フレームは更に、アクリル、ラテックス若しくは油性塗料を塗布されてもよく、又はウレタン、エポキシ又はラッカーなどの他のコーティングを含んでもよい。
【実施例】
【００６４】
これらの実施例は単にあくまで例示を目的としたものであり、添付した「特許請求の範囲」の範囲に限定するものではない。本明細書の実施例及びその他の部分における全ての部、百分率、比などは特に注記がない限り、重量による。使用した溶媒及びその他の試薬は、特に記載のない限り、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から入手した。
【００６５】
（実施例１）
所望のライナー溝及びプリズム要素（図３と同様の断面を有する）の負の形状を有するマスターツールが、ダイヤモンド切削プロセスを使用して得られた。紫外線硬化性樹脂組成物は、Ｃｏｇｎｉｓ（Ｍｏｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商標表記「ＰＨＯＴＯＭＥＲ ６０１０」で市販される、７４重量部の脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、Ｓａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から商標表記「ＳＡＲＴＯＭＥＲ ＳＲ ２３８」で市販される、２５重量部の１，６−ヘキサンジオールジアクリレート及びＣｉｂａ（Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から商標表記「ＤＡＲＯＣＵＲ １１７３」で市販されるαヒドロキシケトンＵＶ光開始剤（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン）をブレンドすることによって調製された。ＤｕＰｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓ（Ｈｏｐｅｗｅｌｌ，ＶＡ）から、商標表記「ＭＥＬＩＮＥＸ ４５３」で市販される、７６マイクロメートル（３ミル）厚さのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが、紫外線硬化性樹脂で、およそ８５マイクロメートルの厚さまでコーティングされた。コーティングされたフィルムは、溝に空気が全く入らないように、マスターツールと物理的に接触させた。マスターツールと物理的に接触している間に樹脂が、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能なマイクロ波によって駆動される紫外線硬化システムにより硬化された。ウェブ上の硬化した樹脂が、マスターツールから取り除かれて、微細構造化フィルムを生じた。３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から、商標表記「３Ｍ ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ ＣＬＥＡＲ ＡＤＨＥＳＩＶＥ ８１７１」で市販される２５マイクロメートル（１ミル）厚さの光学的に透明な接着剤転写テープの１つのライナーが取り除かれ、露出した接着剤表面が、微細構造化フィルムの非構造化面に、Ｐｒｏｔｅｃｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）から入手可能なロールツーロール成層機で積層された。
【００６６】
（実施例２）
実施例１で調製されるものと同様の光方向転換構成体が、ガラス基材上で調製され得る。ダイヤモンド切削プロセスを使用して得られる同様のマスターツールが使用され得る。Ｃｏｇｎｉｓ（Ｍｏｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商標表記「ＰＨＯＴＯＭＥＲ ６０１０」で市販される、７４重量部の脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、Ｓａｒｔｏｍｅｒ（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）から商標表記「ＳＡＲＴＯＭＥＲ ＳＲ ２３８」で市販される、２５重量部の１，６−ヘキサンジオールジアクリレート及びＣｉｂａ（Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から商標表記「ＤＡＲＯＣＵＲ １１７３」で市販されるαヒドロキシケトンＵＶ光開始剤（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン）を含む同様のＵＶ硬化性樹脂組成物が、調製され得る。ガラスプレートが、ＵＶ硬化性樹脂により、およそ８５マイクロメートルの厚さまでコーティングされ得る。コーティングされたフィルムは、溝に空気が全く入らないように、マスターツールと物理的に接触させることができる。マスターツールと物理的に接触している間に樹脂が、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，ＭＤ）から入手可能なマイクロ波によって駆動される紫外線硬化システムにより硬化され得る。ウェブ上の硬化した樹脂が、マスターツールから取り除かれて、微細構造化フィルムを生じ得る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主表面及び前記第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学基材であって、前記第１主表面は非対称構造を含む微細構造化表面を含み、前記非対称構造は複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含み、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの断面は少なくとも４つの面（面Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を含み、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ａは前記光学基材の前記第１主表面と平行であり、かつこれと隣接し、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｂは面Ａに接合され、面Ａの垂線と水平な方向の上１５〜８０°の角度における前記光学基材の前記第２主表面上への入射光線の全内部反射を生成するように設計され、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｃは面Ａに接合され、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｄが面Ｃ及び面Ｂに接続され、かつ面Ｂから反射される光線を、面Ｂから離れる方向に、面Ｃ及び／又はＤに向けて実質的に方向転換するように設計される、光学基材を含む、光管理構成体。
【請求項２】
面Ｂは、面Ａと、交点において９０°未満の角度を形成する、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項３】
面Ｃは、面Ａと、交点において９０°以下の角度を形成する、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項４】
面Ｄが、少なくともその１つが湾曲している一連の面を含むか、又は面Ｃ及びＤが一緒に単一の湾曲した表面を形成する、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項５】
面Ｃ若しくはＤ又は、面Ｃ及びＤが共に、一連の面を含み、前記一連の面は構造化表面を含み、前記構造化表面の構造の各寸法が、面Ａよりも小さい、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項６】
面Ｄが、面Ｂに接合されて点を形成する面Ｄ１を含む、請求項４に記載の光管理構成体。
【請求項７】
面Ｄが、結合表面を提供する面Ｄ２を含む、請求項４に記載の光管理構成体。
【請求項８】
前記非対称構造は１超のアスペクト比を有する、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項９】
前記非対称構造が、前記光学基材の前記第１主表面から５０マイクロメートル〜２５０マイクロメートル突出する、請求項１に記載の光管理フィルム構成体。
【請求項１０】
前記非対称構造が熱可塑性又は熱硬化性材料を含む、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項１１】
前記光学基材が光学フィルムを含む、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項１２】
前記光学フィルムが多層光学フィルムを含む、請求項１１に記載の光管理構成体。
【請求項１３】
前記光学基材の第２主表面がコーティングを含む、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項１４】
前記コーティングが接着剤コーティングを含む、請求項１３に記載の光管理構成体。
【請求項１５】
前記接着剤コーティングに取り付けられた剥離ライナーを更に含む、請求項１４に記載の光管理構成体。
【請求項１６】
前記多層光学フィルムが、協調して赤外放射線を反射する、交互のポリマー層を含む、多層フィルムを含む、請求項１２に記載の光管理構成体。
【請求項１７】
前記光学フィルムがＵＶＡ吸収粒子を更に含む、請求項１１の光管理構成体。
【請求項１８】
前記接着剤コーティングがＵＶＡ吸収粒子を更に含む、請求項１４に記載の光管理構成体。
【請求項１９】
前記ポリマー層の少なくとも１つが複屈折性ポリマー層を含む、請求項１６に記載の光管理構成体。
【請求項２０】
前記光学基材がグレージング基材を含む、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項２１】
第１グレージング基材と、
前記第１グレージング基材に取り付けられた光管理構成体であって、前記光管理構成体は、第１主表面及び前記第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学フィルムを含み、前記第１主表面は非対称構造を含む微細構造化表面を含み、前記非対称構造は複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含む、光管理構成体と、
前記光学フィルムの前記第１主要構造化表面の前記構造の実質的に全部に結合される第２グレージング基材とを含む、物品。
【請求項２２】
前記第１グレージング基材及び前記第２グレージング基材がガラス基材を含む、請求項２１に記載の物品。
【請求項２３】
前記光管理構成体上の前記非対称構造が、複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含み、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの断面が３つ以上の面を含む、請求項２１に記載の物品。
【請求項２４】
前記多面屈折性プリズムのそれぞれの前記断面は４つの面（面Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を含み、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ａは前記光学フィルムの前記第１主表面と平行であり、かつこれと隣接し、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｂは面Ａに接合され、面Ａの垂線と水平な方向の上１５〜８０°の角度における前記光学フィルムの前記第２主表面上への入射光線の全内部反射を生成するように設計され、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｃは面Ａに接合され、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｄが面Ｃ及び面Ｂに接続され、かつ面Ｂから反射される光線を、面Ｂから離れる方向に、面Ｃ及び／又はＤに向けて実質的に方向転換するように設計される、請求項２３に記載の物品。
【請求項２５】
前記順序付けられた配列の複数の多面屈折性プリズムは、前記非対称構造が入射する光を上方に方向転換するように向けられる、請求項２１に記載物品。
【請求項１】
第１主表面及び前記第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学基材であって、前記第１主表面は非対称構造を含む微細構造化表面を含み、前記非対称構造は複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含み、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの断面は少なくとも４つの面（面Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を含み、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ａは前記光学基材の前記第１主表面と平行であり、かつこれと隣接し、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｂは面Ａに接合され、面Ａの垂線と水平な方向の上１５〜８０°の角度における前記光学基材の前記第２主表面上への入射光線の全内部反射を生成するように設計され、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｃは面Ａに接合され、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｄが面Ｃ及び面Ｂに接続され、かつ面Ｂから反射される光線を、面Ｂから離れる方向に、面Ｃ及び／又はＤに向けて実質的に方向転換するように設計される、光学基材を含む、光管理構成体。
【請求項２】
面Ｂは、面Ａと、交点において９０°未満の角度を形成する、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項３】
面Ｃは、面Ａと、交点において９０°以下の角度を形成する、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項４】
面Ｄが、少なくともその１つが湾曲している一連の面を含むか、又は面Ｃ及びＤが一緒に単一の湾曲した表面を形成する、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項５】
面Ｃ若しくはＤ又は、面Ｃ及びＤが共に、一連の面を含み、前記一連の面は構造化表面を含み、前記構造化表面の構造の各寸法が、面Ａよりも小さい、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項６】
面Ｄが、面Ｂに接合されて点を形成する面Ｄ１を含む、請求項４に記載の光管理構成体。
【請求項７】
面Ｄが、結合表面を提供する面Ｄ２を含む、請求項４に記載の光管理構成体。
【請求項８】
前記非対称構造は１超のアスペクト比を有する、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項９】
前記非対称構造が、前記光学基材の前記第１主表面から５０マイクロメートル〜２５０マイクロメートル突出する、請求項１に記載の光管理フィルム構成体。
【請求項１０】
前記非対称構造が熱可塑性又は熱硬化性材料を含む、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項１１】
前記光学基材が光学フィルムを含む、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項１２】
前記光学フィルムが多層光学フィルムを含む、請求項１１に記載の光管理構成体。
【請求項１３】
前記光学基材の第２主表面がコーティングを含む、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項１４】
前記コーティングが接着剤コーティングを含む、請求項１３に記載の光管理構成体。
【請求項１５】
前記接着剤コーティングに取り付けられた剥離ライナーを更に含む、請求項１４に記載の光管理構成体。
【請求項１６】
前記多層光学フィルムが、協調して赤外放射線を反射する、交互のポリマー層を含む、多層フィルムを含む、請求項１２に記載の光管理構成体。
【請求項１７】
前記光学フィルムがＵＶＡ吸収粒子を更に含む、請求項１１の光管理構成体。
【請求項１８】
前記接着剤コーティングがＵＶＡ吸収粒子を更に含む、請求項１４に記載の光管理構成体。
【請求項１９】
前記ポリマー層の少なくとも１つが複屈折性ポリマー層を含む、請求項１６に記載の光管理構成体。
【請求項２０】
前記光学基材がグレージング基材を含む、請求項１に記載の光管理構成体。
【請求項２１】
第１グレージング基材と、
前記第１グレージング基材に取り付けられた光管理構成体であって、前記光管理構成体は、第１主表面及び前記第１主表面と反対側の第２主表面を有する光学フィルムを含み、前記第１主表面は非対称構造を含む微細構造化表面を含み、前記非対称構造は複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含む、光管理構成体と、
前記光学フィルムの前記第１主要構造化表面の前記構造の実質的に全部に結合される第２グレージング基材とを含む、物品。
【請求項２２】
前記第１グレージング基材及び前記第２グレージング基材がガラス基材を含む、請求項２１に記載の物品。
【請求項２３】
前記光管理構成体上の前記非対称構造が、複数の多面屈折性プリズムの順序付けられた配列を含み、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの断面が３つ以上の面を含む、請求項２１に記載の物品。
【請求項２４】
前記多面屈折性プリズムのそれぞれの前記断面は４つの面（面Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を含み、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ａは前記光学フィルムの前記第１主表面と平行であり、かつこれと隣接し、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｂは面Ａに接合され、面Ａの垂線と水平な方向の上１５〜８０°の角度における前記光学フィルムの前記第２主表面上への入射光線の全内部反射を生成するように設計され、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｃは面Ａに接合され、前記多面屈折性プリズムのそれぞれの面Ｄが面Ｃ及び面Ｂに接続され、かつ面Ｂから反射される光線を、面Ｂから離れる方向に、面Ｃ及び／又はＤに向けて実質的に方向転換するように設計される、請求項２３に記載の物品。
【請求項２５】
前記順序付けられた配列の複数の多面屈折性プリズムは、前記非対称構造が入射する光を上方に方向転換するように向けられる、請求項２１に記載物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１３−５１４５４９（Ｐ２０１３−５１４５４９Ａ）
【公表日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４４６０２（Ｐ２０１２−５４４６０２）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５９１７４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８４３０３
【国際公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５９１７４
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８４３０３
【国際公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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