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CN115917372A - 用于提供目标透射颜色和目标反射颜色的分层组件 - Google Patents

用于提供目标透射颜色和目标反射颜色的分层组件 Download PDF

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CN115917372A
CN115917372A CN202180044966.3A CN202180044966A CN115917372A CN 115917372 A CN115917372 A CN 115917372A CN 202180044966 A CN202180044966 A CN 202180044966A CN 115917372 A CN115917372 A CN 115917372A
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CN
China
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layer
color
value
transmittance
layered assembly
Prior art date
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Pending
Application number
CN202180044966.3A
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J·R·萨金特
B·W·奥尔布赖特
T·罗维
V·E·马什曼
J·G·芬登
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Shounuo Canada
Original Assignee
Shounuo Canada
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Publication date
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Abstract

公开了分层组件,其包括:可变透射率层,具有相对第一和第二侧;至少第一反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上;以及透射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧或第二侧上。所述可变透射率层可以在暗状态与亮状态之间可变,且可以在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱以及在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱。

Description

用于提供目标透射颜色和目标反射颜色的分层组件
技术领域
本公开总体上涉及作为可变透射率过滤器的分层组件。组件还被设计成示出最优反射颜色。组件可以包括一个或多个涂层。
背景技术
可变透射率窗口允许透射通过窗口的电磁辐射被选择性地过滤。例如,当被并入到交通工具中时(诸如,交通工具的太阳天窗或乘客窗),经由可变透射率窗口进入和离开交通工具的电磁辐射的强度和波长中的一个或全部两个可以被控制,以影响诸如交通工具内的光的强度之类的参数。
领域中的一些现有技术包括保卫者玻璃WO2018075005A1或US20190248700A1,其描述了具有低e涂层的灰色涂覆物品,该低e涂层具有吸收层和低可见透射。同样来自保卫者玻璃,US20170267579A1和US10247855描述了具有低太阳因素值的灰色可热处理涂层物品。来自SWITCH材料公司的US9588358描述了包括可变透射率层的滤光器,其实现了目标透射颜色。
可变透射率滤光器可以采用多种技术以更改可见光透射率。一般地,可以在应用、移除或减小刺激(诸如,UV光、温度和/或电压)的情况下在较高光透射率的状态(褪色或亮状态)到较低光透射率的状态(暗状态)之间切换这种过滤器。在可变透射窗口中使用的技术的示例包括光致变色、电致变色、热致变色、化学变色、压电变色、液晶或悬浮粒子。一些光致变色材料可以响应于光(例如,紫外光)而变暗,且可以在UV光被移除或减小时返回到褪色状态。一些电致变色材料可以响应于电压的施加而变暗,且一旦电压被移除就可以返回到褪色状态;可替换地,一些电致变色材料可以响应于第一极性的电压的施加而变暗,且在相反极性的电压被施加时褪色。一些热致变色材料可以响应于温度升高而成比例地变暗——例如,材料越暖,则它可以变得越暗。当温度降低时,热致变色材料可以返回到褪色状态。一些化学变色材料可以响应于环境中的化学变化(诸如,氢气、pH或离子浓度)而变暗或变亮。一些压电材料可以响应于压力改变或机械应力中的改变而变暗或变亮。液晶材料和悬浮粒子设备包括响应于电压的施加而更改取向的晶体或粒子。在不存在电压时,晶体或粒子随机取向,且使入射光散射,从而显现为不透明的,或者透射非常少的光。当电压被施加时,将晶体或粒子与电场对准,并且可以透射光。在可变透射率滤光器包括电致变色方面的情况下,可变透射率滤光器可以包括用于将滤光器连接到控制电路的电连接器,该控制电路用于将功率提供给滤光器以实现电致变色颜色改变。
取决于可变透射率滤光器的性质及其使用,透射光或太阳能的进一步衰减可以是期望的。在可变透射率滤光器被使用在交通工具、飞行器或建筑物的窗口上的情况下,减少或阻挡红外光的透射可以有益于控制热量增益,并且减少或阻挡紫外光的透射可以有益于保护交通工具或建筑物中的占用者。在撞击保护是期望的情况下,在窗口中包括层压玻璃(“安全玻璃”)可以是有益的。
具有伴随地演示中性或灰色反射颜色的中性或灰色透射颜色的层压玻璃是已知的——US20170267579A1和WO2018075005A1描述了被涂覆的物品,其被设计成使得该物品结合低太阳因素和/或低太阳热量增益系数而实现灰色玻璃侧反射着色。然而,这些申请并未解决可以如何在具有可见范围内的可变光透射的窗口中操控颜色。
具有染色或着色的层压玻璃是已知的——US 4244997和US 2009/0303581描述了具有阴影带的层压玻璃,并且US 7655314描述了具有包括IR阻挡部件的夹层和用于补充IR阻挡部件的黄-绿外观的着色剂的层压玻璃,但未解决可以如何在具有可见范围内的可变光透射的窗口中操控颜色。还可以使用以灰色、青铜色或绿色色调而染色的玻璃以衰减透射通过窗口的光。一些染色剂可以近似均等地跨可见光谱对光进行衰减,并且尽管这可能在减小总体眩光时有效,但如果层压玻璃自身的部件具有颜色,则它可能不提供对中性色调的颜色“校正”,并且,可能需要附加颜色校正。
在层压玻璃具有可变透射率部件的情况下,褪色和暗状态中的一个或全部两个中的光透射度可能太大或者是失真颜色的。难以使透射颜色(例如,层压组件的颜色,其中眼睛正在观察穿过所述组件的光)与期望中性颜色串联平衡,同时实现针对反射光的同样中性的颜色(例如,其中眼睛正在观察被反射的光的层压组件的颜色)。先前,通过更改玻璃自身的化学组分以提供期望颜色,或者通过在两片玻璃中间包括有色夹层(例如,PVB),完成了诸如汽车太阳天窗和架构窗口之类的玻璃产品的颜色平衡。更改可变透射率过滤器的颜色困难得多,这是因为用于产生可变透射率的材料不能在维持所有可变透射率特性的同时被容易地改变成不同颜色。例如,一些可变透射率过滤器在颜色上是蓝色,这可以适于一些应用但不适于其他应用。当前,总体产品的颜色由可变透射率过滤器的颜色确定,即使该颜色不被产品的客户和潜在客户视为最期望的亦如此。一个或多个附加可见光过滤器的包括可能进一步衰减透射光,但还可能使颜色失真或加剧已经失真的颜色。
US9588358描述了一种滤光器,包括:可变透射率层,具有暗状态中的第一光谱和褪色状态中的第二光谱;以及颜色平衡层,具有第三光谱。当暗状态光谱与颜色平衡层的光谱组合时,所得的透射光谱近似于暗状态目标颜色。类似地,亮状态光谱与颜色平衡层组合,使得所得的透射光谱近似于目标亮状态颜色。US9588358未提供针对如何对滤光器的反射颜色进行优化的任何教导或引导。附加光衰减层可以被包括在堆叠中,并且滤光器可以包括层压玻璃的一部分。
发明内容
在一个方面中,本发明涉及分层组件,其包括:可变透射率层,具有相对第一和第二侧;至少第一反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上;以及透射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧或第二侧上。本发明的分层组件可以进一步包括:第二反射率颜色平衡层,处于所述可变透射率层的与所述第一反射率颜色平衡层相对的侧上。
在另一方面中,本发明涉及一种多层组分,包括可变透射率滤光器层和一个或多个颜色平衡层,被选择以与可变透射率滤光器的颜色组合,以便实现期望透射颜色和期望反射颜色。具有在褪色状态、暗状态或褪色和暗状态两者中提供目标(例如,中性)透射颜色、同时在褪色状态、暗状态或褪色和暗状态两者中串联提供目标(例如,中性)反射颜色的可变光透射率的层压玻璃窗口表示相比于现有技术的有益添加,且可以被用在汽车窗(挡风玻璃、太阳天窗、月亮天窗、窗口、后窗、侧窗等等)、其他运输应用(诸如火车和公共汽车)、架构应用、眼镜和眼科设备或应用等等中。
其他方面如本文进一步公开和要求保护的那样。
附图说明
这些和其他特征将从其中参考附图的以下描述中变得更加明显。附图用于图示性目的,且除非以其他方式指示,附图可以不示出相对比例或尺度。
图1示出了根据一个实施例的层压组件的截面图。
图2示出了根据另一实施例的层压组件的截面图。
图3示出了具有所添加的颜色平衡层的层压组件的分解示意图,描绘了降低的光透射和反射水平。
图4示出了以逐层复合涂层的形式存在的颜色平衡层。
图5示出了以逐层复合涂层的形式存在的颜色平衡层。
图6示出了关于暗状态中的可变透射率层的具有目标透射颜色范围的单调L*a*b*色轮。
图7示出了关于亮状态中的可变透射率层的具有目标透射颜色范围的单调L*a*b*色轮。
图8示出了关于暗状态中的可变透射率层的具有目标反射颜色范围的单调L*a*b*色轮。
图9示出了关于亮状态中的可变透射率层的具有目标反射颜色范围的单调L*a*b*色轮。
具体实施方式
在一个方面中,因此,本发明涉及一种分层组件,其包括:可变透射率层,具有相对第一和第二侧;反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上;以及透射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧或第二侧上。所述分层组件可以进一步包括:第二反射率颜色平衡层,处于所述可变透射率层的与所述第一反射率颜色平衡层相对的侧上。所述第一反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层中的至少一个可以包括例如有色聚合物或多个有色膜。
如本文所定义,透射率和反射率的描述意在涵盖两个方向中的任一方向上或全部两个方向上的透射率和反射率。本领域技术人员应当容易理解,分层组件从全部两个方向满足本发明的描述的每个部分对于本发明的实践而言不是必要的。
在一个方面中,本发明的分层组件可以进一步包括:第一聚合物层,诸如PVB,处于所述分层组件的第一侧上;以及第二聚合物层,诸如PVB,处于所述分层组件的第二侧上。在另一方面中,第一和第二聚合物层中的至少一个包括PET上的PVB涂层。在进一步方面中,所述分层组件可以进一步包括IR阻挡层。
在另一方面中,本发明的分层组件可以包括聚合物基层,所述可变透射率层、所述反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层层压在其内,其中所述反射率颜色平衡层可以紧邻于所述聚合物基层。
所述分层组件可以进一步包括分别层压到所述聚合物基层的相对侧或所述聚合物基层的相对侧的玻璃或其他刚性衬底的通道,如可能的情况那样。
在各种方面中,所述可变透射率层可以在暗状态与亮状态之间可变;所述可变透射率层可以在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且所述暗状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述暗状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色近似于目标透射率颜色,并且所述分层组件的反射颜色近似于目标反射颜色;并且所述可变透射率层优选地不是不透明的。
在其他方面中,所述可变透射率层在暗状态与亮状态之间可变;所述可变透射率层在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且所述亮状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述亮状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色近似于目标透射率颜色,并且所述分层组件的反射颜色近似于目标反射颜色。
在某些方面中,所述反射率颜色平衡层可以处于外部玻璃层中或直接处于外部玻璃层下面。在其他方面中,所述目标透射颜色和所述目标反射颜色大致是中性的。
因此,所述暗状态中的目标透射颜色可以具有-13与+13之间的a*值和-20与+3之间的b*值,或者-10与+10之间的a*值和-15与+3之间的b*值,或者-4与+4之间的a*值和-7与+3之间的b*值。进一步地,所述亮状态中的目标透射颜色可以具有-6与+10之间的a*值和-4与+24之间的b*值,或者-5与+8之间的a*值和-3与+18之间的b*值,或者-4与+4之间的a*值和-2与+8之间的b*值。根据本发明,所述暗状态中的目标反射颜色可以具有-10至+22的a*值和-9至+9的b*值,或者-4至+19的a*值和-5至+6的b*值,或者-2至+15的a*值和-2至+6的b*值。进一步地,所述亮状态中的目标反射颜色可以具有-10至+23的a*值和-2至+22的b*值,或者-6至+18的a*值和-2至+16的b*值,或者-2至+16的a*值和-2至+12的b*值。
在方面中,实际透射颜色与在不存在所述颜色平衡层时的颜色相比可以具有值为20或更小、或者15或更小、或者至少5、或者至少10的ΔC,并且实际反射颜色与在不存在所述颜色平衡层时的颜色相比也具有值为20或更小、或者15或更小、或者至少5、或者至少10的ΔC。
在方面中,所述可变透射率层可以是光致变色、电致变色、热致变色、液晶材料、化学变色、压电变色、悬浮粒子设备、或者其任何组合。在方面中,所述可变透射率层包括光致变色/电致变色切换材料。
在方面中,所述可变透射率层可以在暴露于电磁辐射时可从褪色状态过渡到暗状态,且在施加电压的情况下可从暗状态过渡到褪色状态。
在方面中,所述分层组件可以在暗状态中具有小于约1%、或者小于约2%、或者小于约5%、或者小于约10%的LTA。在方面中,所述分层组件可以在所述褪色状态中具有大于约5%、或者大于约10%、或者大于约15%、或者大于约20%的LTA。在方面中,穿过所述分层组件的透射雾度是5%或更小、3%或更小、2%或更小、或者1%或更小。
在一些方面中,所述反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层中的至少一个包括:逐层光学产品,其包括聚合物衬底和复合涂层,所述复合涂层包括第一层和第二层,所述第一层包括聚离子结合剂,所述第二层包括吸收电磁能量的不溶性粒子,其中所述第一层和所述第二层中的每一个包括一起形成互补结合基团对的结合基团部件。在这些方面中,所述复合涂层具有5 nm至300 nm的总厚度。所述第一层可以在其第一面处紧邻于所述聚合物衬底,并且所述第二层在其相对面处紧邻于所述第一层。吸收电磁能量的粒子可以包括颗粒颜料,其表面包括所述第二层的所述结合基团部件。在某些方面中,所述分层组件可以进一步包括第二复合涂层,所述第二复合涂层包括第一层和第二层,所述第一层包括聚离子结合剂,所述第二层包括吸收电磁能量的粒子,其中所述第二复合涂层的所述第一层和所述第二复合涂层的所述第二层包括互补结合基团对。在某些方面中,所述第一复合涂层的第二层和所述第二复合涂层的所述第二层组合地提供对电磁能量吸收特性的加性效应和吸收电磁能量的光学产品的效应。在某些方面中,所述聚合物衬底可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,且可以进一步包括紫外吸收材料。在方面中,所述聚合物衬底可以是未染色透明聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。在方面中,所述第一复合涂层的所述第二层的吸收电磁能量的粒子和其中所述第二复合涂层的所述第二层的所述吸收电磁能量的粒子均包括颜料。在方面中,所述第一复合涂层的所述第二层的吸收电磁能量的粒子和所述第二复合涂层的所述第二层的所述吸收电磁能量的粒子提供对所述光学产品的视觉感知颜色的加性效应。这些层可以由水溶液形成。
在一方面中,所述分层组件的逐层光学产品可以由包括下述操作的工艺形成:将第一涂层组分应用于聚合物衬底以形成第一层,所述组分包括聚离子结合剂;以及将第二涂层组分应用在所述第一层顶上以形成第二层,所述第二涂层组分包括至少一个颜料;其中所述第一层和所述第二层中的每一个包括一起形成互补结合基团对的结合基团部件。如所指出的那样,所述吸收电磁能量的粒子可以是颜料,并且所述颜料的表面可以包括所述第二层的所述结合基团部件。进一步地,所述第一涂层组分和所述第二涂层组分中的至少一个可以是水分散体或溶液。刚刚描述的应用步骤a)和b)典型地是在环境温度和压力处执行的。
在另一方面中,本发明涉及一种分层组件,其包括:可变透射率层,具有相对第一和第二侧;透射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上;第一反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上以及所述透射率颜色平衡层外;以及第二反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第二侧上。本发明可以进一步包括:聚合物基层,所述可变透射率层、所述反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层层压在所述聚合物基层内,其中所述反射率颜色平衡层可以紧邻于所述聚合物基层。本发明可以进一步包括分别层压到所述聚合物基层的相对侧的玻璃或其他刚性衬底(诸如,聚碳酸酯)的通道。
在方面中,所述可变透射率层可以在暗状态与亮状态之间可变;所述可变透射率层可以在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且所述暗状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述暗状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色具有-13与+13之间的a*值和-20与+3之间的b*值。
在另一方面中,所述可变透射率层可以在暗状态与亮状态之间可变;所述可变透射率层可以在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且所述亮状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述亮状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色具有-6与+10之间的a*值和-4与+24之间的b*值、或者-5与+8之间的a*值和-3与+18之间的b*值、或者-4与+4之间的a*值和-2与+8之间的b*值。
在方面中,所述透射颜色可以具有-10与+10之间的a*值和-15与+3之间的b*值,或者所述透射颜色可以具有-4与+4之间的a*值和-7与+3之间的b*值。
在方面中,所述可变透射率层可以在非不透明暗状态与亮状态之间可变;所述可变透射率层可以在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且所述亮状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述亮状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色具有-6与+10之间的a*值和-4与+24之间的b*值,或者所述透射颜色可以具有-5与+8之间的a*值和-3与+18之间的b*值,或者所述透射颜色具有-4与+4之间的a*值和-2与+8之间的b*值。
在方面中,所述可变透射率层可以在非不透明暗状态与亮状态之间可变;所述可变透射率层可以在处于所述暗状态中时具有暗状态反射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态反射率光谱;并且所述暗状态反射率光谱和针对所述颜色平衡层的反射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述暗状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的反射颜色具有-10与+22之间的a*值和-9与+9之间的b*值,或者所述反射颜色具有-4与+19之间的a*值和-5与+6之间的b*值,或者所述反射颜色具有-2与+15之间的a*值和-2与+6之间的b*值。
在本发明的方面中,所述可变透射率层在非不透明暗状态与亮状态之间可变;所述可变透射率层在处于所述暗状态中时具有暗状态反射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态反射率光谱;并且所述亮状态反射率光谱和针对所述颜色平衡层的反射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述亮状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的反射颜色具有-10与+23之间的a*值和-2与+22之间的b*值,或者所述反射颜色具有-6与+18之间的a*值和-2与+16之间的b*值,或者所述反射颜色具有-2与+16之间的a*值和-2与+12之间的b*值。
因此,在一个方面中,本发明涉及分层组件,包括:可变透射率层,具有相对第一和第二侧;反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上;以及透射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧或第二侧上。重要的是要注意,在某些实施例中,所述可变透射率层可以例如直接沉积在玻璃上,例如交通工具的外部玻璃上。在该情况下,所述反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层两者可以处于所述可变透射率层的相同侧上,优选地其中反射率颜色平衡层最接近于观看者,也就是驾驶员。
本发明在一个方面中提供了一种多层组分,包括:可变透射率层,其可以是可变透射率滤光器,在暗状态中具有至少第一透射光谱和第一反射光谱且在褪色状态中具有第二透射光谱和第二反射光谱;以及一个或多个颜色平衡层,均具有透射和反射光谱;每个光谱包括UV部分、可见部分和IR部分;并且所述层的光谱组合以提供与暗和亮状态中的目标透射颜色以及暗和亮状态中的目标反射颜色近似的所述多层组分的颜色。本发明在一方面中进一步提供了一种包括这种多层组分的层压玻璃。本发明在一方面中进一步提供了一种汽车玻璃或架构玻璃,包括所述多层组分或层压玻璃。所述多层组分可以进一步包括光衰减层、UV阻挡层和IR阻挡层中的一个或多个。
定义和术语
当我们说光或能量(不论是可见、UV还是IR)“被阻挡”时,该术语意在涵盖被吸收的光和被反射的光以及被光学产品散射的波长范围内的任何光。
根据各种方面和实施例,光谱指代多层组分或其部件的特性光透射或反射。透射光将典型地具有UV、可见和IR分量或部分。可以在数学上组合来自各种层的光谱,并且可以参考颜色(例如,利用L*a*b*值、RGB等等)描述所得光谱的可见区。
可变透射率层或可变透射率滤光器是可调整或更改任何波长(不论是UV、可见还是红外)的电磁辐射的透射率(例如依照材料或物理刺激)的层。物理刺激将包括机械、压力、电磁辐射、热、化学或电。
如所指出的那样,这些层或过滤器因而可以采用多种技术以更改透射率。一般地,可以在应用、移除或减小刺激(诸如,UV光、温度和/或电压)的情况下在较高光透射率的状态(褪色或亮状态)到较低光透射率的状态(暗状态)之间切换这种过滤器。在可变透射窗口中使用的技术的示例包括光致变色、电致变色、偏振测定法、热致变色、化学变色、液晶或悬浮粒子。一些光致变色材料可以响应于光(例如,紫外光)而变暗,且可以在UV光被移除或减小时返回到褪色状态。一些电致变色材料可以响应于电压的施加而变暗,且一旦电压被移除就可以返回到褪色状态;可替换地,一些电致变色材料可以响应于第一极性的电压的施加而变暗,且在相反极性的电压被施加时褪色。一些热致变色材料可以响应于温度升高而成比例地变暗——例如,材料越暖,则它可以变得越暗。当温度降低时,热致变色材料可以返回到褪色状态。液晶材料和悬浮粒子设备包括响应于电压的施加而更改取向的晶体或粒子。在不存在电压时,液晶分子或粒子随机取向,并吸收或散射入射光,从而显现为更暗、更亮或不透明,或者透射非常少的光。当电压被施加时,将液晶分子或粒子与电场对准,并且可以在不同程度上吸收光,或者透射光。在可变透射率滤光器包括电致变色方面的情况下,可变透射率滤光器可以包括用于将滤光器连接到控制电路的电连接器,该控制电路用于将功率提供给滤光器以实现电致变色颜色改变。
可变透射率滤光器或层因而是具有不同透射率或透射状态的滤光器,使得透射可以在某个条件集合下处于一个状态(例如,暗状态)中,且在另一条件集合下处于第二状态(例如,亮状态)中。中间状态也可以是可能的。可变透射率过滤器的一些示例包括如现有技术中所描述的电致变色滤光器、光致变色滤光器、光致变色/电致变色滤光器、悬浮粒子设备、液晶设备、热致变色滤光器及其他。根据本文的一些实施例,可变透射滤光器基于在暴露于电磁辐射(“光”)时变暗且在电压被施加到材料时褪色的光致变色/电致变色材料。当所选择的波长的光在切换材料上入射时,一些光致变色/电致变色材料也可以褪色。
可变透射率滤光器将典型地给分层组件提供大致中性的期望或目标透射颜色。例如,暗状态中的分层组件的目标透射颜色可以具有-13与+13之间的a*值和-20与+3之间的b*值、或者-10与+10之间的a*值和-15与+3之间的b*值、或者-4与+4之间的a*值和-7与+3之间的b*值。进一步地,亮状态中的目标透射颜色可以具有-6与+10之间的a*值和-4与+24之间的b*值、或者-5与+8之间的a*值和-3与+18之间的b*值、或者-4与+4之间的a*值和-2与+8之间的b*值。
当我们将本发明的可变透射率层或者本文描述的其他层(诸如,颜色平衡层)描述为具有相对第一和第二侧时,这些侧的编号可以完全任意,除非上下文以其他方式清楚地要求。
本发明的一个或多个颜色平衡层均将具有透射和反射光谱。这些颜色平衡层意在对分层组件的颜色(例如,产生于可变透射率层的颜色)进行平衡。这些颜色平衡层可以是例如聚合物膜,诸如PVB,或者在存在于本发明的组件或堆叠中的情况下可以沉积在玻璃通道或聚合物膜上或者被并入到玻璃通道或聚合物膜中。因此,反射率颜色平衡层将合期望地影响分层组件的反射颜色,而透射率颜色平衡层将合期望地影响本发明的分层组件的透射颜色以及由穿过可变透射率层的光照明的对象的颜色。应当理解,反射率颜色平衡层将在与观察者最接近地放置时合期望地影响本发明的分层组件的反射颜色时最有效。
根据本发明,本发明的分层组件可以进一步展现具有-10至+22的a*值和-9至+9的b*值、或者-4至+19的a*值和-5至+6的b*值、或者-2至+15的a*值和-2至+6的b*值的暗状态中的目标反射颜色。进一步地,亮状态中的目标反射颜色可以具有-10至+23的a*值和-2至+22的b*值、或者-6至+18的a*值和-2至+16的b*值、或者-2至+16的a*值和-2至+12的b*值。
在另一方面中,实际透射颜色与目标透射颜色相比可以具有值为20或更小的ΔC,并且实际反射颜色与目标透射颜色相比也可以具有值为20或更小的ΔC。
在本发明的另一方面中,分层组件可以在暗状态中具有小于约1%、或者小于约2%、或者小于约5%、或者小于约10%的LTA。进一步地,分层组件可以在褪色状态中具有大于约5%、或者大于约10%、或者大于约15%、或者大于约20%的LTA。在另一方面中,穿过分层组件的透射雾度可以是5%或更小、3%或更小、2%或更小、或者1%或更小。
关于所描述的可变透射率层,应当理解,这些可变透射率层典型地具有至少第一和第二侧,并且颜色平衡层将有利地位于这些侧中的一个或另一个上。因此,反射率颜色平衡层和透射率颜色平衡层可以处于可变透射率层的相对侧或相同侧上。如果颜色平衡层处于可变透射率层的相同侧上,则可以紧邻于可变透射率层。然而,本领域技术人员应当理解,反射率颜色平衡层在与观看者最接近时最有效,这可以意味着:它被放置在透射率颜色平衡层上或功能上邻近于透射率颜色平衡层。
如本文所使用,术语“反射率颜色平衡层”意指使分层组件的反射可见光更接近于目标反射颜色或光谱的层或元件,该目标反射颜色或光谱例如是:暗状态中的目标反射颜色,具有-10至+22的a*值和-9至+9的b*值、或者-4至+19的a*值和-5至+6的b*值、或者-2至+15的a*值和-2至+6的b*值;以及亮状态中的目标反射颜色,具有-10至+23的a*值和-2至+22的b*值、或者-6至+18的a*值和-2至+16的b*值、或者-2至+16的a*值和-2至+12的b*值。
如本文所使用,术语“透射率颜色平衡层”意指使透射可见光满足目标透射颜色或光谱的层或元件,该目标透射颜色或光谱例如是:暗状态中的目标透射颜色,具有-13与+13之间的a*值和-20与+3之间的b*值、或者-10与+10之间的a*值和-15与+3之间的b*值、或者-4与+4之间的a*值和-7与+3之间的b*值;以及亮状态中的目标透射颜色,具有-6与+10之间的a*值和-4与+24之间的b*值、或者-5与+8之间的a*值和-3与+18之间的b*值、或者-4与+4之间的a*值和-2与+8之间的b*值。
本领域技术人员应当理解,在考虑如何对透射率进行颜色平衡时,应当考虑穿过玻璃(例如,从交通工具内部向外)的观看以及对透射通过玻璃的光的颜色效应两者。
术语“堆叠”或分层组件一般可以用于描述两个或更多个层(玻璃、夹层、颜色平衡层、光衰减层、逐层涂层、粘合层等等)或更具体地描述本发明的分层组件,通过该两个或更多个层透射光或者从该两个或更多个层反射光。可以参考颜色、光谱、透射光、反射光或者堆叠的颜色或透射或反射光相对于目标之间的差(LTA、L*a*b*、ΔC、ΔE等等)来描述堆叠。
如本文所使用的术语“密耳(mil)”指代针对1/1000英寸(.001)的长度单位。一(1)密耳是约25微米;根据本发明的一些实施例,这种尺寸可以用于描述滤光器或滤光器的部件的厚度。本领域技术人员能够将以“密耳”表示的尺寸互换到微米,并且反之亦然。
如本文在提及诸如量、持续时间等等之类的可测量值时使用的“约”意在涵盖从指定值的±20%或±10%、更优选地±5%、甚至更优选地±1%以及仍更优选地±0.1%的变化,这是由于这种变化适于执行所公开的方法。
可以参考如本领域中已知的颜色值L*a*和b*(根据发光体D65,利用10度观察者)和/或参考如本领域中已知的可见光透射LTA(发光透射、发光体A、2度观察者)来描述切换材料、层、多层组分或包括多层组分的层压玻璃的颜色。可以根据SAEJ1796标准来测量LTA和L*a*b*值。L*a*b颜色空间提供用于描述所观察的颜色的手段。L*定义亮度,其中0是黑色并且100是白色,a*定义绿色或红色的水平(其中+a*值是红色并且-a*值是绿色),并且b*定义蓝色或黄色的水平(其中+b*值是黄色并且-b*值是蓝色)。参考中性灰色,可以通过计算C(或C*ab)值来与L*无关地描述透射或反射颜色,其中C = (a2 + b2)1/2
为了描述目标颜色与所实现的颜色之间的标量关系(来自将一个或多个层与可变透射率滤光器进行组合),计算ΔC(delta C):
delta C = 堆叠的C* ab –目标的C* ab 
为了描述目标颜色与所实现的颜色之间的向量关系,计算ΔE(delta E):
delta E* ab  = [(delta L*) 2 +(delta a*) 2  + (delta b*) 2 ] 1/2 
作为图示可被视为中性的C值的范围的示例,获得了来自“灰色”玻璃的10个商业来源的透射光谱(针对LTA而归一化),从而在平均C值(Cavg)为1.6的情况下但在LTA跨整个可见光谱基本上类似地减小的情况下演示最大C值(Cmax)4.4。下面解决灰色色调的范围内的其他L*a*b*值。因此,中性颜色可以被描述为“消色差的”(具有可见范围内的类似或大致类似的LTA)。当光谱的可见部分被组合时,两个或更多个光谱可以在它们提供消色差光谱(“中性颜色”)时被描述为“互补的”。在“被眼睛”判断时,中性颜色基本上不是黄色/蓝色或红色/绿色。deltaC或deltaE值越低,则目标颜色与堆叠的颜色之间的颜色方面的差越小。一般地,近似于目标颜色的堆叠将具有约0至约20或其之间的任何量的delta C或者约0或其之间的任何量的delta E。为了清楚,约0至约20或其之间的任何量的范围包括约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19或其之间的任何量。
诸如“顶” 、“底”、“向上”、“向下”、“垂直”、“横向”、“内”和“外”之类的方向术语是在本公开中出于仅提供相对参考的目的而使用的,而不意在暗示关于要如何在使用期间定位或者在组件中或相对于环境安装任何物品的任何限制。另外,术语“耦合”和它的变型(诸如,如本公开中使用的“耦合的”、“耦合了”和“耦合着”)意在包括间接和直接连接,除非以其他方式指示。例如,如果第一物品耦合到第二物品,则该耦合可以通过直接连接或者经由另一物品通过间接连接。
除非以其他方式定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的含义相同的含义。如果在该章节中阐述的定义与在通过引用并入本文的文档中阐述的定义相反或以其他方式不一致,则本文阐述的定义相比于通过引用并入本文的定义而言占优。
示例
一般地,包括可变透射率部件(例如可变透射率滤光器、层、或元件、或可变透射率层压玻璃等等)的窗口可以将内部空间与外部空间分离。可以依照窗口的部件想到各种层和各种层布置。可以期望的是更改窗口的所观察(反射)的颜色或透射光的颜色,以匹配于或近似于与可变透射率层的颜色不同的目标颜色。例如,可以期望的是匹配于或近似于目标颜色以将窗口的外观与建筑物外体或交通工具的外部颜色进行调和,或者将窗口的外观与窗口的其他部件(诸如,框架)进行调和。图1至6提供了可以用于这种窗口的多层组分中的层的各种配置和布置。在一些实施例中,可以参考可变透射率层和入射光或部分地由窗口定义的空间来描述层的相对位置。
在当前发明的示例中,图1示出了根据当前发明的包括层压玻璃堆叠100的多层堆叠。层压堆叠包括两层玻璃101和102、两层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)103和104、以及可变透射率层105。在该示例中还充当颜色平衡层的PVB层103处于可变透射率层105内。在该示例中,PVB层103将更接近于内部空间,如果这是在建筑物或交通工具中安装的窗口的一部分的话。类似地,在该示例中还充当颜色平衡层的PVB层104处于可变透射率层105外。来自光源106的入射光可以是自然或模拟的阳光,或者可以是来自任何合适源的人造光。入射光可以包括全可见光谱,并很大程度上排除可见光谱外的光,或者,入射光可以包括UV和/或红外/近红外分量。
可变透射率层105包括可变透射率滤光器,其自身包括切换材料(可切换材料)。根据示例,可变透射率层105包括光致变色/电致变色切换材料。可变透射率滤光器的示例在US844107、WO2013/106921中在它们不与本公开不一致的程度上描述,US844107、WO2013/106921的相关部分以其全文通过引用并入本文。切换材料的附加示例在US8441707中且在US10054835中在它们不与本公开不一致的程度上描述,US8441707和US10054835的相关部分以其全文通过引用并入本文。可变透射率层105可以在褪色或暗状态中是任何颜色。在一些示例中,褪色状态将是基本上无色的或褪色的(例如,包括光致变色/电致变色化合物的一些切换材料在褪色状态中是淡黄色)且在暗状态中基本上是有色的(例如,包括光致变色/电致变色化合物的一些切换材料在暗状态中是蓝色或蓝绿色或粉色/红色或紫红色)。还可以使用诸如电致变色、光致变色、悬浮粒子设备或基于液晶的技术之类的其他切换材料或技术,以代替光致变色/电致变色可变透射率层。
根据示例,可变透射率层可以以密封多层塑料膜的形式存在,该密封多层塑料膜然后可以使用PVB层103和104而层压在两层玻璃101和102之间。可变透射率可以具有暗状态和亮状态以及中间的状态。可变透射率层的透射颜色或反射颜色自身对于客户的具体应用而言可以不是优选的。在多层组分或层压玻璃的中性颜色是期望的情况下,PVB层103和104中的一个或全部两个可以被着色以更改透射光和/或反射光。
在该示例中,PVB层103是绛紫色PVB,并且PVB 104是浅灰PVB。如一些现有技术示例中所描述,绛紫色PVB层103可以用于通过更改透射通过层压组件的光的光谱来对光致变色/电致变色可变透射率过滤器105的示例进行颜色平衡,以匹配于暗状态和/或亮状态中的更中性的目标颜色。在现有技术示例中,绛紫色PVB层被放置在可变透射率过滤器外。这实现了提供更接近地近似于目标颜色的透射颜色的目标,但未计及层压玻璃堆叠的反射颜色。
在实验上,已经发现,如从外部观看的反射颜色由玻璃内部的第一层的颜色主导,或在一些情况下由玻璃自身或玻璃上的层的颜色主导。由此,反射颜色在现有技术示例中由绛紫色PVB主导,这是由于它被放置在可变透射率层外。客户可能要求更中性的反射颜色。参考回到图1,示出了层压玻璃堆叠100的示例,其将颜色平衡提供给目标透射颜色,同时提供如从外部观看的更中性的反射颜色。
在图1中所示的示例中,绛紫色PVB层103被放置在可变透射率层105内,并且第二浅灰PVB层104被放置在可变透射率层105外且紧接在外部玻璃层101内。不论绛紫色PVB层103的位置如何(不论是处于可变透射率层105外还是内),透射颜色都是相同的,但是在该示例中通过将绛紫色PVB层103放置在可变透射率层105内且通过将浅灰色PVB层104包括在层105外,来大大改进如从外部观看的反射颜色(即,使其更中性)。在该示例中使用的浅灰PVB层可以是具有大致71%的可见光透射率的15密耳厚PVB。浅灰PVB层104将减小穿过堆叠的光透射率的总体量,但依照客户,总体更暗堆叠可以是期望的。如果不是,则可以通过例如减小可变透射率层105中的切换材料的量和/或通过增大绛紫色PVB层103的光透射率(即,使它更亮)或者其他手段,来使堆叠更亮。
图2示出了层压玻璃堆叠200,具有处于可变透射率层105外的绛紫色PVB层103和处于可变透射率层105内的浅灰PVB层104。绛紫色PVB 103服务于对暗和/或亮状态中的可变透射率层105的透射颜色进行颜色平衡的相同功能。为了实现期望反射颜色,使用 两个灰色PVB层。浅灰PVB层104被放置在可变透射率层105内,以便使玻璃层压堆叠200的反射颜色从内部显现为更中性。为了使玻璃层压堆叠200的反射颜色从外部显现为更中性,将深灰PVB层201放置在绛紫色PVB层103外。由于深灰PVB层201是玻璃层101内的第一层,因此它具有对如从外部观看的堆叠的反射率的最大影响。在该示例中,中性反射颜色是期望的,并且附加深灰PVB层201有助于实现该目标。深灰PVB层201可以是例如具有约43%的可见光透射率的15密耳厚PVB层。
图3示出了根据该示例的反射光如何受层压玻璃堆叠200中的各种层影响。图3中的箭头的宽度表示光强度。反射光的最大部分来自于紧接在外部玻璃层101下面的层。在该情况下,深灰PVB层201反射中性颜色,并且因为它是最接近于玻璃的层,所以由该层反射的中性颜色将往往主导总反射光的颜色。随着光更深地进入堆叠,它已经被深灰PVB层201衰减,并且因此,更少的光反射离开后续层。另外,反射光被进一步衰减,这是因为它还必须行进回来通过深灰层201以到达外部。例如,来自绛紫色PVB层103的反射层被减小非常多,且小得多地影响反射颜色,并且从可变透射层105反射的光被减小非常多。从可变透射层105内的PVB层104反射的光几乎可忽略不计。在该示例中注意,来自交通工具或建筑物内部的反射光还将是更中性的,这是由于浅灰PVB层104将主导从多层堆叠201内部的光反射。
尽管刚刚已经描述特定PVB夹层,但可以使用多种夹层材料。合期望地,夹层将被着色以实现期望的透射率和反射。
当夹层包括PVB时,PVB树脂可以由已知缩醛化工艺通过在存在树脂的酸催化剂、分离、稳定化和干燥时使聚乙烯醇(“PVOH”)与丁醛发生反应来生产。这种缩醛化工艺例如在美国专利No. 2,282,057和2,282,026以及Vinyl Acetal Polymers, in Encyclopediaof Polymer Science & Technology, 3rd edition, Volume 8, pages 381-399, byB.E. Wade (2003)中公开,它们的全部公开内容通过引用并入本文。树脂以各种形式(例如,作为来自Eastman Chemical Company的全资子公司Solutia Inc.的Butvar® Resin)商业可得。
如本文所使用,PVB中的残留羟基含量(按重量计算为%乙烯醇或%PVOH)指代在处理完成之后在聚合物链上剩余的羟基的量。例如,可以通过将聚(醋酸乙烯酯)水解成聚(乙烯醇)(PVOH)并且然后使PVOH与丁醛发生反应,来制造PVB。在对聚(醋酸乙烯酯)进行水解的工艺中,典型地不是所有醋酸侧基都被转换成羟基。进一步地,与丁醛的反应典型地不会导致所有羟基都被转换成缩醛基。因此,在任何成品PVB树脂中,典型地将存在残留醋酸酯基(作为醋酸乙烯基)和残留羟基(作为乙烯基羟基)作为聚合物链上的侧基。如本文所使用,在按照ASTM D1396的重量百分比(wt.%)基础上测量残留羟基含量和残留醋酸盐含量。
本公开的PVB树脂典型地具有大于50000道尔顿、或者小于500000道尔顿、或者约50000至约500000道尔顿、或者约70000至约500000道尔顿、或者约100000至约425000道尔顿的分子量,如由体积排阻色谱法使用低角度激光散射来测量的那样。如本文所使用,术语“分子量”意指重均分子量。
可以在本公开的夹层中使用各种粘合控制剂(“ACA”),以控制夹层片材到玻璃的粘合。在本公开的夹层的各种实施例中,夹层可以包括每100份树脂约0.003至约0.15份ACA;每100份树脂约0.01至约0.10份ACA;以及每100份树脂约0.01至约0.04份ACA。这种ACA包括但不限于在美国专利No. 5,728,472(其全部公开内容通过引用并入本文)中公开的ACA、残留醋酸钠、醋酸钾、双(2-乙基丁酸)镁和/或双(2-乙基己酸)镁。
其他添加剂可以被并入到夹层中,以增强其在最终产品中的性能并将某些附加性质赋予夹层。这种添加剂包括但不限于染料、颜料、稳定剂(例如,紫外稳定剂)、抗氧化剂、防粘连剂、阻燃剂、IR吸收剂或阻断剂(例如,氧化铟锡、氧化锑锡、六硼化镧(LaB6)和氧化铯钨)、加工助剂、流动增强添加剂、润滑剂、冲击改性剂、成核剂、热稳定剂、UV吸收剂、分散剂、表面活性剂、螯合剂、耦合剂、粘合剂、底漆、加固添加剂和填充物、以及对本领域技术人员来说已知的其他添加剂。
尽管所描述的实施例将聚合物树脂称为PVB,但本领域技术人员应当理解,聚合物可以是适于在多层面板中使用的任何聚合物。典型聚合物包括但不限于聚乙烯醇缩醛(PVA)(诸如,聚(乙烯醇缩丁醛)(PVB)或异构聚(乙烯基异丁醛)(PVisoB)、聚氨酯(PU)、聚(乙烯-共-醋酸乙烯酯)(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚(氯乙烯-共-甲基丙烯酸酯)、聚乙烯、聚烯烃、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚(乙烯-丙烯酸丁酯共聚物)、硅胶弹性体、环氧树脂和酸共聚物,诸如从以上可能热塑性树脂中的任一个导出的乙烯/羧酸共聚物及其离聚物、以上的组合等等。PVB及其异构聚合物PVisoB、聚氯乙烯和聚氨酯是一般对于夹层而言特别有益的聚合物;PVB(及其异构聚合物)是特别优选的。
在进一步方面中,扩散夹层可以是多层夹层。例如,多层夹层可以由PVB//PVisoB//PVB构成。其他示例包括PVB//PVC//PVB或PVB//PU//PVB。进一步示例包括PVC//PVB//PVC或PU//PVB//PU。可替换地,表皮和核心层可以都是使用相同或不同起始PVB树脂的PVB。
PVB层中的至少一个将典型地进一步包括至少一个着色剂。本领域技术人员应当进一步理解,可以组合具有不同颜色的多个PVB层,或者可以添加或使用诸如PET之类的塑料的分离有色层以代替PVB。
可替换地,可以提供PVB层作为被应用于塑料层的粘合剂涂覆的塑料材料,如在美国专利No. 6,455,141和9,248,628中在它们不与本公开不一致的程度上公开和要求保护,这些美国专利的公开内容以其全文通过引用并入本文。在这些方面中,可以使用粘合剂涂覆的塑料材料,例如在层压组件中。
根据该方面,可以使用对涂覆塑料中间层给出非常平坦的纹理的粘合剂的非常薄的(例如,0.25密耳至5密耳)(0.006 mm至0.127 mm)层将涂覆塑料中间层接合到玻璃片材之一。当使用第二粘合层和第二玻璃片材将该玻璃-片材-粘合剂-塑料膜复合物并入到最终层压玻璃结构中时,保留该平坦性。
该产品具有带有平滑第一表面的第一玻璃片材;第一粘合层,将塑料膜粘附到第一玻璃片材的平滑表面。该第一粘合层是薄的,也就是小于5密耳(0.127 mm)厚。使塑料膜配准并符合到第一玻璃片材的平滑表面。塑料膜可以携带能量反射涂层。玻璃层压件由将塑料膜接合到第二玻璃片材的第二粘合层完成。能量反射层可以处于塑料膜的两侧中的任一侧上,但是如果它面向薄粘合层和第一玻璃片材,则实现更好结果。
在另一方面中,该方面将中间件提供给刚刚描述的最终产品。该中间件是塑料膜,在膜的两侧中的任一侧上携带能量阻挡层和5密耳(0.127 mm)或更小的粘合涂层,但优选地在该侧上携带能量反射层,其中它提供具有更大稳定性和具有针对能量反射层的改进耐腐蚀性的产品寿命的最终产品。
在进一步方面中,提供了一种用于生产该中间件的方法,其中利用粘合剂的溶液涂覆(优选地,在能量反射涂层上)能量反射层涂覆的塑料膜。然后,从溶液涂层移除溶剂,从而在携带能量反射层的塑料膜上留下粘合层。可以预定粘合剂溶液的涂层的厚度,以产生小于5密耳(0.127 mm)厚的最终整齐粘合层。
该工艺可以是总体层压窗口生产方案的一部分,其中使粘合剂涂覆的携带反射层的塑料膜粘合并符合到第一玻璃片材的平滑表面,应用第二粘合层,随后,层压第二玻璃片材和总体结构。
进一步地,粘合剂(其可以是PVB)一旦被应用于塑料层就可以被作出槽或纹理,以允许先前被困的空气在层压工艺期间从层压组件的层之间逃出。这可以允许粘合层更薄,同时仍提供下述最终产品:其是相对无气泡的,且在光学上愉悦的,或基本上没有由两个PVB片材之间的塑料层的波纹度和/或塑料片材的褶皱导致的光学缺陷。
在可替换实施例中,逐层技术可以用于形成颜色平衡层中的一个或多个,如例如在美国专利No. 9,453,949中公开和要求保护,该美国专利以其全文通过引用并入本文。在该方面中,现在参考图4和5,颜色平衡层被形成为包括聚合物衬底15和复合涂层20的光学产品10。复合涂层包括第一层25和第二层30。优选地,第一层25在其第一面28处紧邻于所述聚合物衬底20,并且第二层30在其相对面32处紧邻于第一层25。该第一层25包括聚离子结合剂,而第二层30包括吸收电磁能量的不溶性粒子。每个层25和30包括结合基团部件,其具有构成互补结合基团对的第一层的结合基团部件和第二层的结合基团部件。如本文所使用,短语“互补结合基团对”意味着:诸如静电结合、氢键合、范德瓦尔相互作用、疏水相互作用和/或化学诱导共价键之类的结合相互作用存在于复合涂层的第一层的结合基团部件与第二层的结合基团部件之间。“结合基团部件”是与互补结合基团部件协力地建立上面描述的结合相互作用中的一个或多个的化学功能。在结合相互作用是通过它们相应的电荷来创建的意义上,部件是互补的。
复合涂层的第一层25可以包括聚离子结合剂,其被定义为包含沿聚合物骨架的多个带正或负电的部分的高分子。具有正电荷的聚离子结合剂被称作聚阳离子结合剂,而具有负电荷的那些聚离子结合剂被称为聚阴离子结合剂。而且,本领域技术人员应当理解,一些聚离子结合剂可以取决于诸如pH之类的因素而起聚阳离子结合剂或聚阴离子结合剂的作用,且被称作两性的。聚离子结合剂的带电部分构成第一层的“结合基团部件”。
合适聚阳离子结合剂示例包括聚(烯丙胺盐酸盐)、线性或支化聚(乙烯亚胺)、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)、被称为聚四级铵盐或聚季铵盐的高分子、及其各种共聚物。本发明还想到聚阳离子结合剂的混合物。合适聚阴离子阴离子结合剂示例包括包含羧酸的化合物(诸如,聚(丙烯酸)和聚(甲基丙烯酸))以及包含磺酸盐的化合物(诸如,聚(苯乙烯磺酸盐)及其各种共聚物)。本发明还想到聚阴离子结合剂的混合物。聚阳离子和聚阴离子两者类型的聚离子结合剂一般对本领域技术人员来说是公知的,且例如在Krogman等人的美国公开专利申请No. US20140079884中描述。合适聚阴离子结合剂的示例包括聚丙烯酸(PAA)、聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)、聚(乙烯醇)或聚(醋酸乙烯酯)(PVA、PVAc)、聚(乙烯基磺酸)、羧甲基纤维素(CMC)、聚硅酸、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、及其与上面提及的其他聚合物(例如,PEDOT:PSS)、多糖和共聚物的组合。合适聚阴离子结合剂的其他示例包括三甲氧基硅烷功能化PAA或PAH或者生物分子,诸如DNA、RNA或蛋白质。合适聚阳离子结合剂的示例包括聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDAC)、壳聚糖、聚(烯丙胺盐酸盐)(PAH)、多糖、蛋白质、线性聚(乙烯亚胺)(LPEI)、支化聚(乙烯亚胺)BPEI和上面提及的共聚物等等。可起聚阴离子结合剂或聚阳离子结合剂的作用的聚离子结合剂的示例包括两性聚合物,诸如上面提及的聚阳离子和聚阴离子结合剂的蛋白质和共聚物。
第一层中的聚离子结合剂的浓度可以是部分地基于其带电重复单元的分子量来选择的,但将基于包括第一层的带电重复单元的分子量而典型地处于0.1 mM-100 mM之间、更优选地处于0.5 mM与50 mM之间并且最优选地处于1 mM与20 mM之间。优选地,聚离子结合剂是聚阳离子结合剂,并且更优选地,聚阳离子结合剂是聚烯丙胺盐酸盐。最优选地,聚离子结合剂在水中可溶解,并且用于形成第一层的组分是聚离子结合剂的水溶液。在其中聚离子结合剂是聚阳离子并且第一层由水溶液形成的实施例中,水溶液的pH被选择成使得从5%至95%、优选地25%至75%以及更优选地大致一半的可电离基团被质子化。第一层中的其他可选成分包括杀菌剂或保质期稳定剂。
复合涂层20的第二层30可以包括吸收电磁能量的不溶性粒子。短语“吸收电磁能量的”意味着:粒子被有目的地选择为针对其在(一个或多个)特定光谱波长或(一个或多个)波长范围处的优选吸收的光学产品的部件。术语“不溶性”意在反映下述事实:粒子基本上不在用于形成第二层30的组分中溶解,而是作为光学产品结构中的粒子而存在。吸收电磁能量的不溶性粒子优选地是可见电磁能量吸收剂,诸如颜料;然而,还可以使用不必然展现颜色的不溶性粒子(诸如,UV吸收剂或IR吸收剂)或电磁谱的各种部分中的吸收剂。吸收电磁能量的粒子优选地基于第二层的总重量而以按重量从30%至60%的量存在于第二层中。为了实现期望最终电磁能量吸收水平,第二层应当由下述组分形成:该组分基于该组分的总重量而以0.25至2的重量百分比的量包括不溶性的吸收电磁能量的粒子。
优选地,在第二层的优选实施例中适于用作吸收电磁能量的不溶性粒子的颜料是具有5纳米与300纳米之间、更优选地10纳米与50纳米之间的平均粒子直径的颗粒颜料,在本领域中常被称作纳米粒子颜料。甚至更优选地,颜料的表面包括第二层的结合基团部件。合适颜料作为来自诸如Cabot, Clariant, DuPont, Dainippon和DeGussa之类的制造商的胶体稳定水分散体而商业可得。特别合适的颜料包括从Cab-O-Jet.RTM.的名义下的Cabot公司可得的那些颜料,例如,250C(青色)、265M(品红色)、270Y(黄色)或352K(黑色)。为了在水中稳定作为胶体散体,典型地对颜料粒子表面进行处理,以对它赋予可电离特性且从而在其表面上给颜料提供期望的结合基团部件。本领域技术人员应当理解,商业可得的颜料是以诸如悬浮液、散体等等之类的各种形式出售的,并且应当留心评估颜料的商业形式并在必要时/情况下修改它,以确保它关于光学产品部件的兼容性和性能,特别是在其中颜料表面还起第二层的结合基团部件的作用的实施例中。
可以在第二层中利用多个颜料,以在最终光学产品中实现具体色调、色度或颜色;然而,本领域技术人员应当再次理解,如果使用多个颜料,则它们应当被仔细选择以确保它们关于彼此且关于光学产品部件两者的兼容性和性能。这在其中颜料表面还起第二层的结合基团部件的作用的实施例中特别相关,这是由于例如颗粒颜料可以因可赋予兼容性的不同化学修改而展现出不同表面电荷密度。
优选地,复合涂层的第二层进一步包括屏蔽剂。“屏蔽剂”被定义为下述添加剂:其通过增加离子强度并减小粒子间静电斥力、经由第二层内的吸收电磁能量的不溶性粒子的改进分散来促进第二层的均匀且可再生的沉积。屏蔽剂一般对本领域技术人员来说是公知的,且例如在Krogman等人的美国公开专利申请No. US20140079884中描述。氯化钠典型地是基于成分成本的优选屏蔽剂。屏蔽剂的存在和浓度水平可以允许吸收电磁能量的不溶性粒子的较高加载(诸如,可在具有较低透射的光学产品中期望的那些加载),且还可以允许吸收电磁能量的不溶性粒子的可定制且可仔细控制的加载,以实现可定制且可仔细控制的光学产品水平。
这些逐层光学产品可以由单个颜料组成,或可以由诸如在美国专利No. 9,817,166中公开和要求保护的颜料混合物组成,该美国专利的公开内容以其全文通过引用并入本文。它们可以是代替或附加于已经描述的有色PVB层而使用的。
在更具体实施例中,可以使用展现中性反射的逐层光学产品,诸如,在美国专利No. 10,613,261和10,627,555中公开和要求保护的那些光学产品,这些美国专利的公开内容以其全文通过引用并入本文。
在美国专利No. 10,613,261中公开的一个方面中,这些中性反射逐层光学产品可以包括具有第一层和第二层的多个双层的复合涂层,第一层和第二层中的每一个被提供有一起形成互补结合基团对的结合基团部件,该多个双层包括:至少一个双层a),由展现小于约2.5的颜色反射值的第一颜料或颜料混合物组成;至少一个双层b),由选择性地阻挡感兴趣波长范围内的可见光的颜料或颜料混合物组成;以及至少一个双层c),由展现小于约2.5的颜色反射值的第二颜料或颜料混合物组成,其中光学产品选择性地阻挡感兴趣波长范围内的可见光,同时展现小于约2.5的颜色反射值。
在该方面中,感兴趣波长范围可以是例如75nm波长范围或50nm波长范围或者如其他地方所描述。类似地,在各种方面中,感兴趣波长范围可以是从400nm至450nm、或者从600nm至650nm、或者从500nm至600nm、或者从525nm至575nm、或者如本文其他地方所描述。
在该方面中,光学产品可以进一步包括:至少一个双层d),沉积在至少一个双层c)上,由下述颜料或颜料混合物组成:其在被形成到双层中时选择性地阻挡感兴趣波长范围内的可见光,且可以与双层b)的颜料或颜料混合物相同或不同;以及至少一个双层e),由下述中性颜料或颜料混合物组成:其在被形成到双层中时展现小于约2.5的颜色反射值,且可以与双层a)或双层c)的颜料或颜料混合物相同或不同。
在该方面的进一步实施例中,光学产品可以具有小于约2.0、或者小于约1.5、或者如本文其他地方所描述的颜色反射值。如所指出的那样,这些光学产品的衬底可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜,并且分离地,复合涂层可以具有从5 nm至1000 nm的总厚度。
在美国专利No. 10,627,555中公开的另一方面中,这些中性反射逐层光学产品可以包括:复合涂层,沉积在衬底上,被提供有具有第一层和第二层的至少一个双层,第一层和第二层中的每一个被提供有一起形成互补结合基团对的结合基团部件。该至少一个双层包括颜料混合物,该颜料混合物包括:a)至少两个颜料,其在被混合在一起且被形成到双层中时展现小于约2.5的颜色反射值;以及b)一个或多个颜料,其在被混合且被形成到双层中时选择性地阻挡感兴趣波长范围内的可见光。
同样在该方面中,感兴趣波长范围可以是75 nm波长范围或50 nm波长范围,或者可以是从400 nm至450 nm、或者从600 nm至650 nm、或者从500 nm至600 nm、或者从525 nm至575 nm、或者如本文其他地方所描述的波长范围。
在该方面中,本发明的光学产品的至少一个双层可以包括至少3个双层或者如本文其他地方所描述。在其他方面中,本发明的光学产品的颜色反射值可以小于约2.0、或者小于约1.5、或者如本文其他地方所描述。
同样在该方面中,光学产品可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为衬底。在另一方面中,本发明的光学产品的复合涂层可以具有5 nm至1000 nm或如本文其他地方所描述的总厚度。
当我们说这些中性反射逐层涂层的光学产品或膜或者个体双层或多个双层选择性地阻挡感兴趣波长范围内或者所定义的波长范围或预定波长范围内的可见光时,我们意味着:在该波长范围内阻挡的光的量大于在可见光谱内的相同宽度的其他波长范围(也就是说,大致400nm至700nm或如本文其他地方所描述)处阻挡的光的量。当我们说光被选择性地阻挡时,“被阻挡”的定义意在涵盖被吸收的光和被反射的光以及由光学产品散射的波长范围内的任何光;也就是说,未透射通过膜或光学产品以使得它可以被测量的所有光被视为“被阻挡”,不论被阻挡的光是被吸收、反射还是散射。当然,感兴趣波长可以是预定的,并且可以选择颜料,例如,该颜料吸收该预先选择或预定的波长范围内的光。相反,在可以针对新颖或审美效果而尝试颜料并且仅基于外观和它们对透射颜色的效应来选择颜料的意义上,感兴趣波长范围可以是随机选择的,只要如颜色反射值所定义的那样也实现期望相对中性反射即可。
如在美国专利No. 10,613,261和10,627,555中在它们不与本公开不一致的程度上更充分描述的这些方面中所使用的那样,光测量结果是使用1976 CIE L*a*b*颜色空间而确定的那些光测量结果,这些美国专利的相关部分以其全文通过引用并入本文。CIE L*a*b*是基于被称为L, a, b的Richard Hunter的更早(1942)系统的对手颜色系统。在CIEL*a*b*颜色空间中,三个坐标表示:颜色的亮度(L* = 0产生黑色并且L* = 100指示漫射白色);它在红色与绿色之间的位置(a*,负值指示绿色,而正值指示红色);以及它在黄色与蓝色之间的位置(b*,负值指示蓝色并且正值指示黄色)。
这些逐层光学产品可以因而用于替换上面提到的有色PVB层中的一个或全部两个。
可以通过使用本领域中的标准技术(例如,VLT、LTA、颜色和雾度的测量)进行研究,来测试如本文描述的层压玻璃或多层组分的性能。WO2010/142019描述了可以用于评定滤光器的性能的方法、装备和技术。
下表1和表2示出了针对具有与图2和图3中所示的多层玻璃层压堆叠类似的多层玻璃层压堆叠的示例的颜色平衡数据,除了绛紫色PVB层103在该示例中是绛紫色PET层。表1示出了当可变透射率层105处于暗状态中时的反射L*, a*, b*和ΔC数。表2示出了当可变透射率层105处于亮状态中时的反射L*, a*, b*和ΔC数。表3示出了当可变透射率层105处于暗状态中时的透射L*, a*, b*值、ΔC数和LTA值。表4示出了当可变透射率层105处于亮状态中时的透射L*, a*, b*值、ΔC数和LTA值。示出了针对中性灰色PVB层(层104和201)的不同组合的值。跨顶行而示出的百分比数是层201(第一个数)和层104(第二个数)中的黑色颜料的量的度量,其中值100%粗略对应于在层104和201之间分割的黑色颜料的期望总加载。在所有所测试的设备中,绛紫色PET层103保持相同。绛紫色PET被包括在堆叠中,以确保透射颜色近似于透射颜色目标。在从堆叠的顶部(外部:最外位置)和底部(内部:最内位置)两者观看时,针对堆叠而示出针对反射颜色L*, a*, b*值和ΔC数的数据。
在该示例中,目标反射和透射颜色两者是完全中性的颜色,具有a*和b*值0。完美匹配该目标反射和透射颜色将得到为0的ΔC。然而,如前所讨论,0与20之间的ΔC指示对目标颜色的良好近似,且将在大多数应用中可接受。如在表1中可见,甚至关于暗(最有色)状态中的可变透射率过滤器105,可能通过添加灰色PVB层201从外部且还通过添加灰色PVB层104从内部实现反射颜色中的小于20的ΔC值。在没有这些灰色层的情况下,针对来自外部和内部两者的反射光的ΔC值将高得多。
从表1中注意到,一般地,灰色越深(黑色颜料的百分比越高),则它在主导反射颜色以及减小ΔC值时越有效。例如,关于包含总黑色颜料的55%的灰色PVB层(图2和3中的PVB层201)的来自顶部的反射光的ΔC是如示例1中所示的4.6,其高于由示例4中的具有更深(黑色颜料的90%)灰色PVB层的相同堆叠实现的ΔC值1.4。注意,清楚的趋势跨示例1-4而存在;灰色PVB层中的黑色颜料的百分比越高,则ΔC值越低(越中性)。在所有这些示例中,滤色器可以是商业可得的过滤器,或者它们可以是被设计成透射和反射特定光谱以匹配于期望应用或者更优地与特定可变透射率过滤器一起工作的定制过滤器。
表1——关于暗状态中的可变透射率过滤器的反射颜色坐标和ΔC值
在表1中,从堆叠的底部(内部:最内位置)反射的光的ΔC值也都在20以下,因此,来自底部的反射光也相当好地近似于中性颜色目标。ΔC数还示出了随被用作直接处于面向内部的玻璃(102)旁边的PVB层104的更浅灰色层而增加的类似趋势。在示例1中的45%黑色颜料加载的情况下,实现值为5.3的ΔC,而示例4中的10%黑色颜料加载得到值为16.3的ΔC。
可变透射率过滤器具有带有不同光透射率和颜色性质的暗状态和亮状态两者,因此,它可以在一些应用中重要,以确保当可变透射率过滤器处于暗状态和亮状态两者中时,反射颜色良好地近似于目标颜色。下表2示出了针对具有亮状态中的可变透射率过滤器的相同四个示例的反射L*a*b*和ΔC值。ΔC值关于亮状态中的可变透射率过滤器一般更高,从而示出:亮状态反射颜色比暗状态反射颜色稍稍更难颜色平衡。然而,几乎所有ΔC值仍在20以下,示出对目标的良好近似。稍稍在20以上的仅有ΔC值在针对具有内部灰色PVB层的示例4的底部反射值中示出,该内部灰色PVB层具有10%黑色颜料加载,暗示稍稍更深灰色PVB将有助于在该情况下使反射光更中性。
表2——关于褪色状态中的可变透射率过滤器的反射颜色坐标和ΔC值
表2示出了当目标透射和目标反射光是完美中性灰色(这意指a*和b*值为0)且由a*b*色轮中的原点表示时计算的ΔC值。然而,可能将透射和反射目标颜色设置在与a*b*色轮的原点接近的范围内且仍实现中性外观,甚至在非零a*和b*值的情况下。在不同应用中,与中性原点接近的色轮的不同区可以是优选的(例如,轻微蓝色调可以被感知为比轻微橙色调更可接受),并且还可以存在当可变透射率过滤器层105处于暗状态中相对于处于亮状态中时的不同目标。
表3——关于暗状态中的可变透射率过滤器的透射颜色、ΔC和LTA
表3和4示出了绛紫色PET层103在对针对相同系列的测试设备的透射颜色进行中和时是有效的(示例1-4),从而演示:可以实现褪色状态和暗状态中的目标透射颜色,同时从堆叠的顶部(外部;最外位置)和底部(内部;最内位置)两者串联提供褪色状态和暗状态中的目标反射颜色。当可变透射率过滤器105处于暗状态中时(表3),ΔC值是7或更低,指示实际颜色接近地近似于目标颜色。类似地,当可变透射率过滤器105处于亮状态中时(表4),ΔC值在20以下,指示实际颜色也近似于目标颜色,注意,在示例1、2和4中,黑色颜料的相同加载存在于组合(100%)的灰色PVB层201和104中,并且绛紫色PET层也是相同的,这是当可变透射率过滤器105处于暗状态或亮状态中时透射颜色坐标和LTA值非常类似的原因。
表4——关于亮状态中的可变透射率过滤器的透射颜色、ΔC和LTA
用于光通过多层堆叠的透射的示例目标颜色范围
图6示出了当可变透射率过滤器处于暗状态中时具有示例目标 透射颜色范围的a*b*色轮400。在该示例中,圆401表示从-13至+13的a*值、从-20至+3的b*值,且是针对透射颜色目标的优选颜色范围。圆402表示从-10至+10的a*值和从-15至+3的b*值,且是针对透射颜色目标的更优选范围。圆403是最优选范围,且表示-4至+4的a*值和-7至+3的b*值。
类似地,图7示出了当可变透射率过滤器处于亮状态中时具有示例目标 透射颜色范围的a*b*色轮500。在该示例中,圆501表示从-6至+10的a*值、从-4至+24的b*值,且是针对透射颜色目标的优选颜色范围。圆502表示从-5至+8的a*值和从-3至+18的b*值,且是针对透射颜色目标的更优选范围。圆503是最优选范围,且表示-4至+4的a*值和-2至+8的b*值。
用于光从多层堆叠的反射的示例目标颜色范围
图8示出了当可变透射率过滤器处于暗状态中时具有示例目标 反射颜色范围的a*b*色轮400。在该示例中,圆601表示从-10至+22的a*值、从-9至+9的b*值,且是针对反射颜色目标的优选颜色范围。圆602表示从-4至+19的a*值和从-5至+6的b*值,且是针对透射颜色目标的更优选范围。圆603是最优选范围,且表示-2至+15的a*值和-2至+6的b*值。
类似地,图9示出了当可变透射率过滤器处于亮状态中时具有示例目标 反射颜色范围的a*b*色轮400。在该示例中,圆701表示从-10至+23的a*值、从-2至+22的b*值,且是针对透射颜色目标的优选颜色范围。圆702表示从-6至+18的a*值和从-2至+16的b*值,且是针对透射颜色目标的更优选范围。圆703是最优选范围,且表示-2至+16的a*值和-2至+12的b*值。
在示例中,当目标颜色落在用于针对暗状态、亮状态或针对全部两个状态的透射和反射两者的优选范围内时,其中性颜色在透射和反射两者中合期望的多层堆叠具有值为20或更小的ΔC。在另一示例中,当目标颜色落在用于针对暗状态、亮状态或针对全部两个状态的透射和反射两者的 优选范围内时,多层堆叠具有值为20或更小的ΔC。在另一示例中,当目标颜色落在用于针对暗状态、亮状态或针对全部两个状态的透射和反射两者的 优选范围内时,多层堆叠具有值为20或更小的ΔC。
以上示例描述了用于实现包括可变透射率过滤器的多层堆叠中的更中性透射和反射光的目标颜色范围。然而,根据其他示例,用于透射和/或反射的目标颜色不必然是中性颜色。例如,交通工具的设计者可能希望将反射颜色匹配于汽车的明亮着色的漆,或者架构师可能希望设计建筑物以反映光的某个目标颜色。
在这些示例中,多层堆叠可以包含除针对透射光颜色平衡层的绛紫色或针对反射光颜色平衡层的灰色外的颜色。这些示例中的目标保持相同,其为同时实现具有与目标透射颜色(不论其可以是多少)相距20或更小的ΔC的透射颜色和与目标反射颜色(不论其对于特定应用而言可以是多少)相距20或更小的ΔC。可能不是对于透射颜色目标和反射颜色目标的所有组合而言实现值为20或更小的ΔC都是可能的,但相同的一般原理适用,其为在可变透射率过滤器外使用反映与玻璃的外部通道尽可能接近的期望颜色的颜色层,并且使用用于对该层下面的透射颜色进行平衡的颜色层。
根据一些示例,多层堆叠可以在暗状态中具有小于约1%、或者小于约2%、或者小于约5%、或者小于约10%的LTA。根据一些示例,多层堆叠可以在褪色状态中具有大于约4%、或者大于约5%、或者大于约10%、或者大于约15%、或者大于约20%的LTA
根据一些示例,多层堆叠可以在暗状态中具有从约1%至约10%或者其之间的任何量或范围的LTA,且在褪色状态中具有从约5%至约30%或者其之间的任何量或范围的LTA。例如,多层组分或层压玻璃可以在暗或褪色状态中具有约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20、25或30%或者其之间的任何量或范围的LTA,具有下述附带条件:暗状态具有比褪色状态更小的LTA。在目标透射和反射颜色是中性有色“堆叠”的情况下,根据各种实施例的多层堆叠可以在褪色状态中具有约40至约60或者其之间的任何量的L*值。
可以使用标准PVB层压工艺,通过将热量和压力应用于堆叠(例如,在高压釜中)达固定时间段以使得PVB流动且接合到可变透射层105以及玻璃层101和102两者,来完成如图1、2和3中的使用PVB的多层堆叠的层压。在该示例中,示出了PVB层,这是因为使用PVB是用于层压玻璃的最常见材料之一,但可以使用其他类型的层压层以代替PVB以用于将堆叠接合在一起。例如,乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚氨酯(TPU)、SentryGlas®离子体聚合物夹层和各种压敏粘合剂(PSA)都是可以用于将玻璃接合到玻璃以及将膜接合到玻璃的材料的示例,该材料还可以被容易地涂颜料或染色以对它们给予适当颜色以实现当前发明。
颜色也不必然仅被包括在PVB层中。它可以是可替换地或另外被提供在已经描述的逐层光学产品中,该光学产品典型地沉积在诸如PET之类的衬底上。在进一步方面中,一个或多个有色PET层(例如,经染色的PET膜)可以用于对本发明的分层组件进行着色。
还可能使用灰色玻璃以代替灰色PVB,或者更一般地,使用有色玻璃以代替有色聚合物。例如,如果利用灰色玻璃而不是透明玻璃替换了图3中的玻璃层101,则灰色PVB层201将不再是必要的,或者可以是利用透明PVB替换的。可以使用灰色玻璃以替代灰色PVB,以便实现目标反射颜色。类似地,如果针对玻璃层102而使用灰色玻璃,则还可以利用透明PVB层替换灰色PVB层104。
可替换地,针对堆叠中的透射率和反射率的颜色平衡层可以由除PVB外的材料组成。在一些示例中,有色层可以是使用压敏粘合剂而粘合到可变透射率层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层,并且然后,可以使用PVB或其他材料将整个堆叠接合到玻璃。压敏粘合层自身也可以被着色,以及在可变透射率层的一些示例中携带透明导电电极的PET衬底也可以被着色。诸如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯或薄玻璃膜之类的其他膜也是可能的。在一些示例中,这些层中的一些可以是柔性的或刚性的。反射颜色平衡灰色层还可以是外部玻璃层上的涂层,其可以是通过喷溅、化学气相沉积、喷洒、槽模、涂漆或本领域中已知的其他方法来应用的。
低雾度可以是一些应用中的期望特征。在示例中,多层堆叠具有约5%或更小、约3%或更小、约2%或更小、约1.5%或更小、或者约1%或更小、或者从约0至2%、或者从约0.5%至约3%、或者其之间的任何量或范围的总透射雾度。
颜色平衡层还可以包括创建UV截止波长的UV吸收剂、和/或UV稳定剂,或者具有这些材料的附加层可以被添加到堆叠。例如,诸如PVB之类的粘合层可以具有阻挡UV的添加剂(例如,US 6627318)。在示例中,UV阻挡材料被放置在可变透射率过滤器层105外,以便防止有破坏性的UV到达可变透射率层。例如,灰色PVB层201还可以包括截断380 nm或400 nm波长以下的UV的UV吸收剂。
一个或多个层还可以包括IR阻挡部件。例如,太阳控制膜可以被包括在多层堆叠或层压玻璃中。这种膜的示例包括US 2004/0032658和US 4368945,它们的公开内容在不与本公开不一致的程度上通过引用并入本文。可替换地,IR阻挡材料可以被并入到玻璃的层或粘合层中。IR阻挡层可以反射或吸收IR光。在示例中,IR反射材料的层位于可变透射率层105外,以便通过在IR中的热能经过堆叠中的其他层且被该其他层吸收之前将该热能反射出堆叠,来保持堆叠更冷。
多层堆叠还可以包括低发射率(低E)涂层。在示例中,低E涂层位于可变透射率层105内、玻璃层102的表面之一上。层的该定位有助于防止热量从多层堆叠辐射到交通工具或建筑物中。
其他实施例
应当想到,本说明书中讨论的任何实施例可以是关于任何其他实施例、方法、组分或方面而实现或组合的,并且反之亦然。
已经关于一个或多个实施例描述了本发明。然而,对本领域技术人员来说应当明显,在不脱离如权利要求书中限定的本发明范围的情况下可以作出多个变型和修改。因此,尽管本文公开了本发明的各种实施例,但可以根据本领域技术人员的公知常识来在本发明范围内作出许多适配和修改。这种修改包括已知等同物对于本发明的任何方面的替代,以便以基本上相同的方式实现相同结果。数值范围包括限定该范围的数字。术语“大致”和“约”在结合值而使用时意指该值的+/- 10%。在说明书中,词语“包括有”被用作开放式术语,基本上等同于短语“包括但不限于”,并且词语“包括”具有对应含义。如本文所使用,单数形式“一”、“一个”和“该”包括多个指代物,除非上下文以其他方式清楚地规定。本文对参考文献的引用不应当被理解为承认这种参考文献对本发明来说是现有技术,也不应当被理解为关于参考文献的内容或日期的任何承认。所有出版物通过引用并入本文,如同每个个体出版物被具体且个体地指示为通过引用并入本文一样并且如同在本文中完全阐述一样。本发明包括基本上如上文中描述且参考示例和附图的所有实施例和变型。

Claims (29)

1.一种分层组件,包括:
i. 可变透射率层,具有相对第一和第二侧;
ii. 至少第一反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上;以及
iii. 透射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧或第二侧上。
2.如权利要求1所述的分层组件,进一步包括:第二反射率颜色平衡层,处于所述可变透射率层的与所述第一反射率颜色平衡层相对的侧上。
3.如权利要求1或2所述的分层组件,其中所述第一反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层中的至少一个包括多个有色膜。
4.如权利要求1至3中任一项所述的分层组件,进一步包括:第一聚合物层,处于所述分层组件的第一侧上;以及第二聚合物层,处于所述分层组件的第二侧上。
5.如权利要求4所述的分层组件,其中第一和第二聚合物层中的至少一个包括PET上的PVB涂层。
6.如权利要求1至5中任一项所述的分层组件,其中所述分层组件进一步包括IR阻挡层。
7.如权利要求1至6中任一项所述的分层组件,其中至少所述第一反射率颜色平衡层包括有色PVB,并且其中所述分层组件进一步包括:刚性衬底,层压到所述第一反射颜色平衡层。
8.如权利要求2所述的分层组件,其中所述第一反射率颜色平衡层和所述第二反射率颜色平衡层两者都包括有色PVB,并且其中所述分层组件进一步包括:刚性衬底,分别层压到所述第一反射率颜色平衡层和所述第二反射率颜色平衡层。
9.如权利要求1至3中任一项所述的分层组件,进一步包括聚合物基层,所述可变透射率层、所述反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层层压在其内,其中所述反射率颜色平衡层紧邻于所述聚合物基层。
10.如权利要求4所述的分层组件,进一步包括:刚性衬底,分别层压到所述第一聚合物层和所述第二聚合物层。
11.如权利要求9所述的分层组件,进一步包括:刚性衬底,分别层压到所述聚合物基层的相对侧。
12.如权利要求1至11中任一项所述的分层组件,其中:
i. 所述可变透射率层在暗状态与亮状态之间可变;
ii. 所述可变透射率层在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且
iii. 所述暗状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述暗状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色近似于目标透射率颜色,并且所述分层组件的反射颜色近似于目标反射颜色。
13.如权利要求1至11中任一项所述的分层组件,其中:
i. 所述可变透射率层在暗状态与亮状态之间可变;
ii. 所述可变透射率层在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且
iii. 所述亮状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述亮状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色近似于目标透射率颜色,并且所述分层组件的反射颜色近似于目标反射颜色。
14.如权利要求12所述的分层组件,其中所述暗状态中的目标透射颜色具有-13与+13之间的a*值和-20与+3之间的b*值,或者-10与+10之间的a*值和-15与+3之间的b*值,或者-4与+4之间的a*值和-7与+3之间的b*值。
15.如权利要求13所述的分层组件,其中所述亮状态中的目标透射颜色具有-6与+10之间的a*值和-4与+24之间的b*值,或者-5与+8之间的a*值和-3与+18之间的b*值,或者-4与+4之间的a*值和-2与+8之间的b*值。
16.如权利要求12所述的分层组件,其中所述暗状态中的目标反射颜色具有-10至+22的a*值和-9至+9的b*值,或者-4至+19的a*值和-5至+6的b*值,或者-2至+15的a*值和-2至+6的b*值。
17.如权利要求13所述的分层组件,其中所述亮状态中的目标反射颜色具有-10至+23的a*值和-2至+22的b*值,或者-6至+18的a*值和-2至+16的b*值,或者-2至+16的a*值和-2至+12的b*值。
18.如权利要求12至17中任一项所述的分层组件,其中实际透射颜色相比于在不存在所述第一反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层时分层组件的透射率之间的差异具有至少为5的ΔC。
19.如权利要求1至18中任一项所述的分层组件,其中所述可变透射率层包括光致变色材料、电致变色材料、热致变色材料、液晶材料或悬浮粒子设备中的一个或多个。
20.如权利要求1至19中任一项所述的分层组件,其中所述可变透射率层在暴露于电磁辐射时可从褪色状态过渡到暗状态,且在施加电压的情况下可从暗状态过渡到褪色状态。
21.如权利要求1至20中任一项所述的分层组件,其中所述分层组件在暗状态中具有小于约1%、或者小于约2%、或者小于约5%、或者小于约10%的LTA
22.如权利要求1至21中任一项所述的分层组件,其中所述分层组件在褪色状态中具有大于约5%、或者大于约10%、或者大于约15%、或者大于约20%的LTA
23.如权利要求1至22中任一项所述的分层组件,其中穿过所述分层组件的透射雾度是5%或更小、3%或更小、2%或更小、或者1%或更小。
24.如权利要求1至23中任一项所述的分层组件,其中所述反射率颜色平衡层和所述透射率颜色平衡层中的至少一个包括逐层光学产品,所述逐层光学产品包括:
a. 聚合物衬底,以及
b. 复合涂层,所述复合涂层包括第一层和第二层,所述第一层包括聚离子结合剂,所述第二层包括吸收电磁能量的不溶性粒子,其中所述第一层和所述第二层中的每一个包括一起形成互补结合基团对的结合基团部件。
25.一种分层组件,包括:
i. 可变透射率层,具有相对第一和第二侧;
ii. 透射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上;
iii. 第一反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第一侧上以及所述透射率颜色平衡层外;以及
iv. 第二反射率颜色平衡层,位于所述可变透射率层的第二侧上。
26.如权利要求25所述的分层组件,其中:
i. 所述可变透射率层在暗状态与亮状态之间可变;
ii. 所述可变透射率层在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且
iii. 所述暗状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述暗状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色具有-13与+13之间的a*值和-20与+3之间的b*值。
27.如权利要求25所述的分层组件,其中:
i. 所述可变透射率层在暗状态与亮状态之间可变;
ii. 所述可变透射率层在处于所述暗状态中时具有暗状态透射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态透射率光谱;并且
iii. 所述亮状态透射率光谱和针对所述颜色平衡层的透射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述亮状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的透射颜色具有-6与+10之间的a*值和-4与+24之间的b*值、或者-5与+8之间的a*值和-3与+18之间的b*值、或者-4与+4之间的a*值和-2与+8之间的b*值。
28.如权利要求26或27所述的分层组件,其中:
i. 所述可变透射率层在非不透明暗状态与亮状态之间可变;
ii. 所述可变透射率层在处于所述暗状态中时具有暗状态反射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态反射率光谱;并且
iii. 所述亮状态反射率光谱和针对所述颜色平衡层的反射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述暗状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的反射颜色具有-10与+22之间的a*值和-9与+9之间的b*值。
29.如权利要求26或27所述的分层组件,其中:
i. 所述可变透射率层在非不透明暗状态与亮状态之间可变;
ii. 所述可变透射率层在处于所述暗状态中时具有暗状态反射率光谱,且在处于所述亮状态中时具有不同的亮状态反射率光谱;并且
iii. 所述亮状态反射率光谱和针对所述颜色平衡层的反射率光谱被选择成使得响应于当所述可变透射率层处于所述亮状态中时在所述反射率颜色平衡层上入射的可见光,所述分层组件的反射颜色具有-10与+23之间的a*值和-2与+22之间的b*值。
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