复合透明体的制作方法

专利名称：复合透明体的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有所需颜色及太阳能透过性能的着色复合透明体的生产。尤其是，本发明涉及在保持中性颜色及高可见光透过性的同时使无用的太阳能透过降低的透明体。本发明中所述的透明体是人们迫切需要用于建筑业及汽车中作窗玻璃的。用于本文时，术语“复合透明体”是指刚性透明的基体，如玻璃或塑料，在该基体的主表面上带有第二种成分，如可弯曲的塑料层，涂层或第二刚性透明层。
物体，特别是玻璃的颜色是高度主观性的。所观察的颜色将取决于照明条件及观察者的喜好。为了定量地评定颜色，人们已经开发出了几种颜色评定系统。被国际照明协会(CIE)采纳的一种评定颜色的办法是采用主波长(DW)和色纯度(Pe)。对于一个给定的颜色，这两个参数的数值可以通过由该颜色的三色激励值X、Y、Z计算颜色坐标x和y而确定。然后将颜色坐标绘制在1931 CIE色度图上并与CIE标准光源C的坐标作数字对比，如CIE出版物No.15.2中所述。该对比在图上产生了颜色空间位置，从而确定该玻璃颜色的色纯度及主波长。
在另一种颜色评定系统中，根据色调及亮度来描述颜色。该系统通常称为CIELAB颜色系统。色调将颜色分为如红色、黄色、绿色及兰色。亮度或亮度值则以光亮或黑暗程度区分。这些特性的数量值(分别记为L*、a*和b*)是由三色激励值(X、Y、Z)计算得到的。L*表示该颜色的亮度或黑度，并且代表该颜色所在的光度平面。a*表示该颜色在红(+a*)绿(-a*)轴上的位置。b*表示在黄(+b*)兰(-b*)轴上的颜色位置。当将CIELAB系统直角坐标转变成圆柱极坐标时，所产生的颜色系统称为CIELCH颜色系统，该系统根据亮度(L*)、色调角(H°)及色度(C*)描述颜色。L*象在CIELAB系统中那样表示该颜色的亮度或黑度。色度，或饱和度，或强度以颜色强度或清楚度(即清晰度与模糊度)区分，并且它是由该颜色空间中心至测试颜色的矢量距离。该颜色的色度越低，即其强度越低，该颜色就越靠近所谓的中性颜色。就CIELAB系统而言，C*＝(a*2＋b*2)1/2。色调角将颜色分为红色、黄色、绿色及兰色，它是从红(+a*)轴沿逆时针方向测得的由a*、b*坐标通过CIELCH颜色空间的中心延伸的矢量角。用于本文中时，H°则表达成0—360°之间的一个值。在

图1中，CIELAB系统位于CIELCH系统上方，从而说明这两个系统之间的关系。
应该明白可以在这些颜色系统中的任何一个中对颜色进行评定，而且熟悉本领域的人员可以由所测试的玻璃或复合透明体的透过曲线来计算等价的DW及Pe值，L*、a*、b*值；以及L*、C*、H°值。
典型的工业用钠—钙—硅玻璃包括下列物质66—75重量％SiO2，10—20重量％Na2O，5—15重量％CaO，0—5重量％MgO，0—5重量％Al2O3，0—5重量％K2O，0—1重量％BaO。向该基础玻璃中加入多种着色剂，以产生所需的玻璃颜色。用于本文中时，当一种玻璃的透光性(后面将要详细描述)≤87％(不管其总玻璃厚度如何)，则认为该玻璃是着色玻璃。而透光性＞87％的玻璃则认为是透明的。应该了解在本文中如果一种“玻璃”或“玻璃基体”被认为是着色的，则对于具有两层或两层以上玻璃层的复合透明体来说，所有层的组合厚度对该透明体的玻璃或玻璃基体是否是着色的具有决定意义。
本领域中熟知的这些着色玻璃中有许多是用于汽车及建筑工业中，它们比透明的钠—钙—硅玻璃吸收更多的太阳能。在用于汽车工业的典型的绿色玻璃中的主要着色剂是铁，它们以Fe2O3和FeO两种形式存在。在典型的汽车用绿色玻璃中存在的总铁量(以Fe2O3表示，不管其实际存在形式如何)为0.5—0.9％(重量)，而FeO与总铁量的比约为0.25—0.27。绿色玻璃，如在Beckwith等人的US5214008和Gulotta的US 5240886中所公开的，采用更高的总铁量以更好地吸收紫外线，并进一步改善该玻璃的太阳能吸收性能。Cheng等人的US 5077133还进一步包括氧化铈及任选组合的氧化钛，以改善玻璃太阳能吸收性能。其它一些玻璃包含附加的着色剂，如Co、Se、Ni和/或Cr，以产生兰色，青铜色以及灰色玻璃，如Fischer等人的US4101705，Pons的US 4104076，Pecoraro等人的US 4792536，Krumwiede等人的US 5023210，Boules等人的US 5070048以及Cheng等人的US 5278108中所述。
一种比较各种太阳能吸收玻璃的性能的方法是比较其透光性与总太阳能透过性的比值。透光性LT是度量透过该玻璃的可见光总量的值。总太阳能透过性TSET是表征直接透过该玻璃的太阳能总量的值。后一种性能较重要，因为大多数透过的能量在被位于该玻璃另一侧的物体吸收之后转变成了热能。尤其是，当使用到汽车上时，在车辆中的热聚积及温度直接与TSET有关。这将产生对车辆乘坐者来说很不舒适的条件，并且将要求增加空调系统的冷却能力。此外，还发现热聚积会加快车辆中材料的老化。用于本文时，透光性与总太阳能透过性的比值称为“性能比”(PR)。
除非另有说明，在本发明中所给出的透光性数据是根据ASTM308E—90用CIE标准光源A(LTA)、在380—780nm波长范围内以10nm间隔、2°观测器测量得到的。在本发明中提供的用来计算玻璃或复合透明体的性能比的总太阳能透过性是以Parry Moon气团2.0太阳数据为基础，并且以在300—2000nm范围内测得的透过性为基础计算出来的。
为了确定TSET数据，在波长范围[a、b]上对透过值进行积分。该范围被点{X0，X1，…Xn}(其中Xi＝a＋(i×h))分成n个长度为h的相等子区间。采用一个插值函数来近似等于每一个子区间中的积分f，这些插值函数的总积分产生该积分的近似值。I=∫abf(x)dx]]>当根据在本文中用来计算TSET数据的所谓的梯形规则来进行计算时，f(x)在[xi－1/2，xi＋1/2]上近似地用一条在这些点处通过f的直线表示。因此，插值函数f(x)在[a，b]上是一段段线性的，而其数学积分式为I=[f(x0)+2Σi=1nf(xi)+f(xn)]×h]]>在计算TSET时，透过性范围分成三个具有不同间隔的次范围300—400nm，5nm间隔；400—800nm，10nm间隔以及800—2000nm，50nm间隔。
图2表示采用各种着色剂的玻璃的典型性能比。在产生该曲线时，玻璃的组成不变化，而改变玻璃的厚度，以产生不同的LTA性能值。应该明白这些线代表钠—钙—硅玻璃组合物的趋势，而不是指任何一种特定的玻璃组合物。趋势线2代表典型的用于汽车工业的用铁作为主要着色剂并且一般为绿色或兰色的玻璃。趋势线4代表具有Fe和其它着色剂，如Co，Se，Cr和/或Ni组合并一般为兰色、青铜色或灰色的玻璃。趋势线6代表采用除Fe以外的着色剂，如Co和Ni并且一般为灰色或青铜色的玻璃。可以看出，采用Fe作为主要着色剂的玻璃一般具有最高的性能比，这表明对于一个给定的LTA，具有较低的TSET，因而只有较少的总能量透过玻璃。对于汽车透明体运用来说，可以认为在车辆中只有较少的热量聚积。这些玻璃具有较高的性能比主要是由于作为着色剂的铁，尤其是FeO的含量较高。更具体地说，尽管着色剂一般吸收可见光范围内的太阳能以及部分红外和/或紫外能量，但FeO在吸收非可见太阳能及透过可见能量方面是最有效的。
在汽车运用中，政府规定给出了透光性的最低值。在美国，对于载人小卧车，LTA必须在70％以上。至少具有70％LTA，而TSET不超过50％的玻璃被称为“高性能、太阳控制玻璃”。这类玻璃的性能比至少为1.4。目前，一些汽车制造商要求TSET要低于45％，当LTA为70％时则所产生的性能比至少为1.55。
正如在现有技术中所已知的，可以将着色剂加入到基础含铁的钠—钙—硅玻璃组合物中，从而降低该玻璃的颜色强度，特别是制造中性灰色玻璃。用于本文中时，术语“灰色”是指在L*＝88时等价C*值不大于4的玻璃，或复合透明体的颜色。应该明白，对于不同的L*值，如果给出了该玻璃或透明体波长与透过性的曲线，熟悉本领域的人员可以计算出相对本文中所述灰色的等价C*值。举例来说，对于L*值稍低于88的玻璃或透明体，C*值将大于4，而对于L*值稍大于88的玻璃或透明体，C*值将低于4。还应该明白，如果同时观察两种这类灰色复合透明体，它们可能在颜色上存在可以觉察的差异，但当分别观察时，则每一个均呈灰色。
一般，加入到基础玻璃组合物中用来产生灰色玻璃的着色剂产生与该基础玻璃颜色互补的颜色。举例来说，为了产生与含铁绿色玻璃互补的颜色，单一紫色的着色剂是优选的，但在氧化还原比为0.25—0.27时，没有这类玻璃着色剂与铁共同存在。类似地，为了产生含铁兰色玻璃的互补色，单一桔黄色着色剂是优选的，但是在氧化还原比为0.50—0.60时，没有这类玻璃着色剂与铁共同存在。因此，必须将组合着色剂，如Co和Se的组合加入到基础玻璃组合物中，以产生灰色玻璃。但是，加入多种着色剂需要将铁含量降低，以保持不变的可见光透过率。由于这些附加的着色剂在吸收太阳能方面比FeO弱，TSET将增加而且性能比将降低，例如如图2中对含有Fe、Co和Se(趋势线4)作着色剂的玻璃所表示的那样。更进一步地说，当LTA为70％时，市场上可买到的灰色玻璃的TSET典型地为57—68％，其性能比约为1.03—1.23。
人们已经知道可以将着色夹层材料与玻璃层组合起来，从而产生所需的颜色。举例来说，可以将青铜色夹层夹在两块透明玻璃层之间，从而产生青铜色的汽车挡风玻璃。另外，像来自Monsanto Co.，St. Louis，Missouri的Saflex OptiColorR夹层系统那样的系统将多层不同颜色的夹层夹在透明的着色的或反射玻璃层之间，以产生所需的玻璃颜色。但是，当与1/8英寸厚的透明玻璃组合在一起时，这些夹层会产生在LTA＝70％时性能比一般低于1.22的夹层制品。此外，这种系统不能产生在保持高性能比的同时控制复合透明体颜色及强度的能力。对于这些系统，建议采用更黑色的夹层来增加太阳控制。但是，这种方案将降低比TSET更多的LTA，从而降低了该复合透明体的性能比。
此外，在汽车挡风玻璃中通常将其聚乙烯醇缩丁醛夹层的上面部分着色(典型地称其为遮阳带)，从而降低沿着该挡风玻璃上边的透光性。但是，局部使用遮阳带不能在整个透明体中产生颜色及强度控制，也不能使该透明体产生高性能比。更具体地说，在由两层2.1mm厚的SolexR玻璃组成的汽车挡风玻璃中，在遮阳带处的性能比＜1。SolexR玻璃是一种绿色汽车玻璃，它可以由PPG工业公司，Pittsburgh，Pennsylvania买到。
人们需要能产生具有高性能比，即优良太阳能透过性能，同时具有较高透光性的复合透明体，它具有不同的颜色及颜色强度，而不必改变基础玻璃组成。尤其是，人们需要生产出性能比为1.4或更高的中性灰色复合透明体。
本发明提供了具有所需颜色及强度和较高性能比的复合透明体。尤其是，该复合透明体包括至少一层刚性透明层，如着色玻璃或塑料基体，和固定到该基体主表面上的部分，如一层塑料层或涂层，而且该透明体具有至少1.4的性能比。该部分具有通常与该基体的颜色互补的颜色，以降低该透明体的总颜色强度。在本发明的一个方案中，该透明体是灰色的。它特别是一种汽车挡风玻璃。
图1描述了在CIELAB和CIELCH颜色系统中的颜色空间。
图2是各种用于汽车和建筑工业的玻璃的透光性(LTA)对总太阳能透过性(TSET)的曲线图。
图3是结合了本发明的复合透明体实施例在CIELAB颜色空间中的图。
本发明提供了高性能的太阳控制复合透明体，该透明体引入至少一种高性能的太阳控制玻璃基体以及一种降低该玻璃基体的颜色强度同时保持高性能比的部分。在本发明的一个方案中，该部分是固定在该玻璃基体上的塑料材料层。用于本文时，“塑料”是指任何一种常用的热塑性或热固性人造的非导电材料，如乙烯基树脂，聚乙烯、聚丙烯、热塑性尿烷、热塑性烯烃、聚碳酸酯等等。该塑料层优选地是一种可弯曲的塑料层，如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。可以将着色剂引入PVB配方中，它们在吸收特定波长区域中具有高度选择性并且提供所需的颜色。这类材料可以从供应商，如MonsantoCompany，St.Louis，Missouri处获得。在本发明中，该塑料层的颜色通常是该玻璃基体的互补色，并且包括当将该塑料层叠合在玻璃基体上时可以降低该复合物的颜色强度的着色剂，就象将在下文详细描述的那样。应该明白，也可以用其它刚性透明基体，例如聚碳酸酯或其它塑料板材料来代替玻璃层或与玻璃层组合使用。
表1和2表示由计算机产生的数据，它们是以将着色的聚乙烯醇缩丁醛层与两层着色玻璃层(分别及共同称为“基体”)组合在一起从而产生具有与该玻璃层不同颜色的复合透明体和/或降低该玻璃的颜色强度同时通常保持与高性能的太阳控制玻璃可比的性能比的复合透明体为基础的。在这些表中所给出的信息是由计算透明材料的颜色及光性能的计算机模型产生的。这些表包括总玻璃厚度(t)、透光性(LTA)、总太阳能透过率(TSET)，性能比(PR)、主波长(DE)、色纯度(Pe)以及各种基体和PVB层以及复合体在CIELAB和CIELCH颜色空间的坐标。DW和Pe值是以CIE标准光源C和2°观测器为基础的。L*、a*、b*、C*和H°值是以CIE标准光源D65和10°观测器为基础的。在每组例子中，在PVB层中的着色剂的含量被改变从而改变所需的颜色。此外，为了提供在相同组的复合透明体之间的对比基础，将每一种透明体的可见光透过率(LTA)调整到71％。应该明白，为了达到性能对比数值，可以对该玻璃的总厚度和/或该玻璃中着色剂的浓度进行改变。通常对于汽车夹层体来说如挡风玻璃和太阳顶部玻璃，合适的玻璃层厚度为1.5—3.0mm，而对于单层汽车侧窗及后窗来说，其厚度为3.0—7.0mm。在建筑玻璃应用中，玻璃层厚度一般在3.0—10.0mm之间。选择71％的LTA值作对比的原因在于预计在长时间向太阳辐射暴露时，该复合透明体的LTA值将下降不到1％。LTA为71％可以确保恒久的符合汽车运用中政府规定的太阳性能。
表1
<p>参照表1，绿色玻璃基体与厚度为0.030英寸(0.76mm)的PVB层组合形成玻璃/塑料复合透明体。根据照明条件及观察者的感觉，绿色玻璃的一般特点为具有490—560nm的主波长。该范围通常等价于120—200°的色调角。表1中所用的绿色玻璃基体是一种高性能的太阳控制玻璃，该玻璃可以从PPG工业公司获得并且以商标SO-LARGREENR出售。在LTA值为71％时，该玻璃的TSET为42.9％，其性能比为1.65。该玻璃基体的主波长为512nm，其颜色在C1ELAB颜色系统中定义为L*＝88.3，a*＝-8.7，b*＝3.5以及C*＝9.4。此外，该基体的色调角为158。应该明白，尽管在表1中所用的特定基体的颜色描述为“绿色”，该玻璃还包括淡黄色的，正如从其a*、b*坐标所看出的。此外，尽管绿色玻璃一般描述为色调角为120—200°的玻璃，但在本发明中，优选的是绿色玻璃基体具有140—190°的色调角，最优选的是150—180°色调角。
本发明的一个目的是降低基体的颜色强度，更进一步地说是提供具有至少1.4的性能比的灰色复合透明体。为此，参照表1和图3，将一种透明的PVB层和三种不同的着色PVB层(每一层连续的着色层其着色剂的含量均增加从而提供与该玻璃基体互补的颜色)与绿色玻璃基体组合起来，从而分别获得复合透明体10，12，14和16，后三种透明体在保持高性能比的同时每一种均具有与原玻璃基体不同的颜色。用于本文时，术语“互补”是指该颜色的色调角等于基体的色调角加上180°±45°，优选地±30°，最优选地±20°。因此，尽管在本发明中未要求，具有与基体互补的颜色的塑料层优选地差不多落在与该基体的CIELAB颜色空间相对的一侧。更具体地说，如果基体颜色落在由绿色和黄色轴围成的图1和图3的左上象限，则互补颜色将落在由红色和兰色轴围成的右下象限。对于在表1所示的色调角为158°的绿色玻璃基体来说，互补的塑料层一般将具有紫色。在表1中所示的本发明的特定方案中，复合透明体12，14和16中的塑料层的色调角在340—346°之间变化。
参照图3，复合透明体10，12，14和16位于CIELAB颜色空间中。在复合透明体12中，第一层着色层产生色度C*＝6.83的透明体。复合透明体12的颜色基本上仍然是绿色的，但该着色层的加入降低了其色度(与引入透明塑料层的复合透明体10相比)并且使最终产品在颜色上更趋中性。复合透明体14引入了使该透明体的色度更加降低的着色层，而引入复合透明体16的第三种着色层将色度降低到C*＝1.19。在该颜色强度下，透明体变成中性灰色。
由表1和图3可以看出，通过采用色调角通常与玻璃基体互补的着色层以及增加该着色层中着色剂的含量以降低该基体的色度，可以利用绿色玻璃基体生产一种复合透明体，该透明体具有中性灰色并且具有比目前所能获得的任何一种灰色玻璃组合物更高的性能比，更进一步说其性能比超过1.4。更具体地说，对于灰色复合透明体16，C*＝1.19，性能比为1.53。应该明白，表1中所示出的复合透明体是针对一种特定的玻璃组合物，熟悉本领域的人员可以配制出着色的夹层组合物，使其颜色通常与任何一种别的绿色玻璃组合物成互补，从而降低该玻璃基体的颜色强度。
另外，熟悉本领域的人将明白可将着色塑料层的颜色改变，从而使透明体获得所需的颜色。尤其是，如表1中所示，玻璃基体的色调角为158°，而复合透明体12，14和16的着色塑料层具有约340°的互补色调角。但是，如果该塑料层的色调角低于基体色调角的互补角度，该透明体的颜色将变成兰绿色，同时它还降低了该透明体的总色度(与该基体相比)。更进一步地说，在复合透明体18和20中，PVB层分别具有色调角296°和256°。参照图3，这些透明体呈兰绿色，而复合透明体18为兰绿灰色。类似地，如果与该基体组合的塑料层的色调角大于基体色调角的互补角度，则该透明体将呈黄绿色至黄色，而同时降低了该透明体的总色度(与该基体相比)。更进一步地说，在复合透明体22和24中，PVB层的色调角分别为14和33°。参照图3，这些透明体呈黄色，而复合透明体22呈黄灰色。
复合透明体26和28是另外两个例子，用来说明绿色玻璃基体怎样与着色塑料层组合，以产生不同颜色的具有高性能比的透明体。具体地说，复合透明体26是性能比为1.5的青铜灰色透明体，而复合透明体28是性能比为1.45的紫灰色透明体。复合透明体30是第三个例子，其中该透明体是性能比为1.22的紫色的透明体。
表2
<p>参见表2，利用兰色玻璃基体可以获得与上表1中所述的相类似的高性能太阳控制复合透明体。根据照明条件及观察者的感觉，兰色玻璃的一般特点为具有450—490nm的主波长。该范围通常等价于200—300°的色调角。表2中所用的兰色玻璃基体是一种兰色玻璃，它可以从PPG工业公司获得，并且以商标名SOLEXTRAR出售。如表1中所示，将一种透明和三种与兰色基体的颜色互补的不同着色的聚乙烯醇缩丁醛层和该兰色玻璃基体组合，以说明该透明体的颜色可以从兰色变成兰灰色至灰色复合透明体，而同时仍保持高的性能比。在LTA为71％时，该玻璃的TSET为40.0％，性能比为1.78。该兰色基体的主波长为488nm，其颜色在CIELAB颜色系统中的特征为L*＝89.3，a*＝-10.0，b*＝-5.8，C*＝11.6以及H°＝210°。应该明白，尽管该基体的颜色的特征为“兰色”，但该玻璃还包括淡绿色的，正如由其a*、b*坐标所看出的。此外，尽管兰色玻璃一般描述为色调角为200—300°的玻璃，但在本发明中，优选的是色调角在200—240°的兰色玻璃基体，最优选的是色调角在200—220°的兰色玻璃基体。
参见表2和图3，带有一层透明和三层着色的PVB层的基体分别用复合透明体40，42，44和46表示。对于在表2所示的色调角为210°的兰色玻璃基体来说，互补塑料层一般具有桔黄色。正如由表2中所看到的，在复合透明体42、44和46中的着色塑料层其色调角大约为32°。根据着色剂在该着色层中的含量，该透明体的色度下降，直到复合透明体46呈灰色，但它仍然具有比所能获得的灰色玻璃组合物更高的性能比。更进一步地，在复合透明体42中，第一着色层将该透明体的色度降低到C*＝8.14，该透明体的颜色仍然基本上为兰色，但着色层的加入将复合透明体42的色度降低了(与引入透明塑料层的复合透明体40相比)并且使最终产品呈进一步中性。复合透明体44引入了使透明体的色度比复合透明体42更加降低的着色层，而引入到复合透明体46中的第三种着色层将色度降低到C*＝0.96。在该颜色强度下，该复合透明体46呈中性灰色。
与表1中的复合透明体一样，在表2中与兰色玻璃基体一起使用的着色塑料层的颜色可以改变从而使透明体产生所需的颜色。更具体地说，参照表2，该玻璃基体的色调角为210°，而复合透明体42、44和46中的着色塑料层具有大约32°的互补色调角。但是如果该塑料层的色调角低于基体色调角的互补角度，该透明体的颜色将呈兰红色，同时与该基体相比，降低了该透明体的总色度。进一步地说，在复合透明体48和50中，PVB层分别具有6°和355°色调角，参照图3，这些透明体是兰红色的，而复合透明体48是兰红灰色。同样，如果与基体组合的塑料层的色调角大于该基体色调角的互补角度，该透明体的颜色将呈兰绿色，而同时与基体相比仍然降低了该透明体的总色度。更进一步地说，在复合透明体52和54中，PVB层分别具有56°和66°的色调角。参见图3，这些透明体是兰绿色的，而复合透明体52是兰绿灰色的。
复合透明体56，58和60是另外的三个例子，用来说明兰色玻璃基体可以与着色塑料层组合从而形成具有较高性能比的不同颜色的透明体。更具体地说，复合透明体56和58是青铜色的灰色透明体，其性能比大约为1.6。当将这些透明体的颜色作对比时，复合透明体56将比复合透明体58呈进一步灰色。复合透明体60是性能比为1.59的紫灰色透明体。
在表1和2中所示出的复合透明体包括分别与互补紫色或桔黄色PVB层相结合的特定的高性能的太阳控制绿色或兰色基体组合物。但是，应该明白，本发明并不限于仅仅使用高性能的玻璃或任何一种特定的玻璃颜色，它可以采用任何一种基体以降低其颜色强度。可以象早先所说的那样制备着色塑料材料以降低任何着色基体的颜色强度，尤其是生产灰色复合透明体。举例来说，如果玻璃颜色是令人厌烦的绿色，则可以将着色的塑料层与该玻璃组合起来，从而降低该透明体的色度并且提供更加中性绿色的颜色，以及如果需要，还可以降低该透明体的色度以产生灰色复合透明体，正如在复合透明体10、12、14和16的颜色中所示的连续变化以及如图3中所示。
尽管本发明优选的复合透明体包括玻璃基体和着色塑料层，从而降低该透明体的色度(与玻璃基体相比)，由此产生进一步中性颜色，以及对于太阳控制玻璃来说使这种透明体保持高性能比，但这种最终结果也可以通过其它途径获得。尤其是，除了采用着色塑料层以外，可以向塑料层的主表面上或者向该玻璃基体的主表面上施加一层涂层或膜。特别是，对于绿色玻璃基体，可以向以后要与玻璃基体组合在一起的塑料层上，或者直接向玻璃表面上施加一种紫色涂层(即具有通常与该玻璃基体成互补的色调角的涂层)，从而产生更加中性的着色透明体以及如果需要产生一种灰色复合透明体。该涂层可以以多种人们已知的常用来在塑料或玻璃上施加涂层的技术来施加。尽管并不要求，但也可以用该涂层引入一些在特定波长区域为高度吸收剂的物质，以使性能比达到最高。尽管在本发明中并不限于此，但是当与绿色基体组合时，这种涂层可以是轻度着色的热固型丙烯酸涂层，如在Kapp等人的US5085903和US 5182148中所描述的。这种涂层将引入红色及紫色染料从而产生与该绿色基体互补的紫色。桔黄色(或红色及黄色)染料可以用来互补兰色玻璃基体。
另一种方法是将两层具有互补颜色的透明体叠合在一起以产生相同的效果。更进一步地说，可以将绿色玻璃基体与互补的紫色玻璃叠合在一起，从而产生更加中性或灰色的复合透明体。这种紫色玻璃可以是采用Mn+3作着色剂的高度氧化的玻璃。
应该明白本发明所述的复合透明体可以包括单层玻璃以及多层玻璃结构，就象典型地用于汽车侧窗和后窗，挡风玻璃以及太阳顶结构中的那样。此外，该复合透明体还可以引入具有不同颜色和/或太阳性能特征的基体。举例来说，汽车挡风玻璃可以将两块高性能的太阳控制玻璃层组合在一起，而作为替换，可以将高性能的太阳控制层与低性能的玻璃层组合在一起，或者甚至将透明玻璃层与互补的聚乙烯醇缩丁醛夹层组合在一起，从而产生性能比在1.4以上的灰色挡风玻璃。还应该明白，可以将着色玻璃与涂层、塑料层和/或另外的刚性层组合在一起，从而产生所需的颜色及颜色强度，同时保持高性能比。此外，也可以采用其它刚性基体来代替玻璃基体，举例来说，可以采用聚碳酸酯层或其它刚性塑料板材料来代替玻璃层或与玻璃层结合起来。
表3<
>本发明可以用来生产通常称为隐蔽性窗玻璃的产品，这种窗玻璃具有≤50％的LTA，优选地≤35％的LTA。更进一步地说，参见表3，复合透明体70代表深灰色透明体，该透明体引入了色调角为157°的绿色基体以及与该绿色基体的色调角成互补的色调角为337°的紫色夹层。复合透明体72也代表一种深灰色透明体，该透明体引入了色调角为212°的兰色基体以及与该兰色基体的色调角通常成互补的色调角为39°的桔黄色夹层。如表3中所示，这两种复合体均具有20％的LTA，其复合透明体70和72的性能比分别为2.63和2.75，这表明相对该透光性来说其总的太阳能透过率较低。
表
本发明可以用于建筑领域，它引入了叠层的，涂层的或隔开的层。更进一步地说，参见表4，复合透明体74代表一种灰色透明体，该透明体引入了具有158°色调角的绿色基体以及与该绿色基体的色调角成互补的色调角为338°的紫色夹层。复合透明体76代表另一种灰色透明体，该透明体引入了具有211°色调角的兰色基体以及与该兰色基体的色调角通常成互补的色调角为34°的桔黄色夹层。复合透明体78则代表另一种灰色透明体，该透明体引入了黄绿色的色调角为128°的基体以及与该基体的色调角通常成互补的色调角为307°的紫色夹层。在建筑窗玻璃领域，透光率是以CIE标准光源“C”(LTC)和2°观测器为基础的。如表4中所示，复合透明体74、76和78的性能比分别为2.10，2.34和1.42。
本发明提供了无需改变基础玻璃组成而制造具有规定颜色及高性能比的复合透明体。此外，该复合透明体的颜色强度可以控制，从而与基体相比，该透明体的颜色更加中性，以及如果需要可以产生高性能的太阳控制灰色复合透明体。
本发明还提供了一种系统，在该系统中，可以将不具备所需颜色的高性能的太阳控制玻璃基体与按规定着色的塑料层或涂层组合起来，从而产生具有所需颜色及颜色强度并且具有高性能比的透明体。
根据本文所公开的内容作出的对于熟悉本领域的人员来说是已知的各种变化应该被认为是未脱离如本发明后面的权利要求书所限定的范围。
权利要求
1.一种复合透明体，它包括至少一层具有第一种颜色及第一种颜色强度的刚性层；以及固定在所述层的主表面上的具有第二种颜色及第二种颜色强度的部分，所述的复合透明体具有比所述层的第一颜色强度更低的颜色强度并且其性能比至少为1.4。
2.权利要求1所述的透明体，其中所述的第二种颜色通常与所述的第一种颜色成互补。
3.权利要求1所述的透明体，其中所述的部分是施加到所述层的主表面上的涂层。
4.权利要求1所述的透明体，其中所述的层是玻璃层，而所述的部分是可弯曲的塑料层。
5.权利要求4所述的透明体，其中所述的可弯曲的部分包括涂层。
6.权利要求4所述的透明体，其中所述的可弯曲的层是着色的聚乙烯醇缩丁醛层。
7.权利要求6所述的透明体，其中所述的第二种颜色通常与所述的第一种颜色成互补。
8.权利要求7所述的透明体，其中所述的玻璃层是第一层玻璃层并且还包括第二层固定在第一层玻璃层主表面上的玻璃层，而所述的聚乙烯醇缩丁醛层位于两者之间。
9.权利要求8所述的透明体，其中所述的透明体在L*＝88时具有不超过4的等价C*值。
10.权利要求9所述的透明体，其中所述的透明体至少具有70％的LTA值。
11.权利要求10所述的透明体，其中所述的刚性层中至少有一层其性能比至少为1.4。
12.权利要求11所述的透明体，其中所述的透明体其性能比至少为1.55。
13.权利要求1所述的透明体，其中所述的透明体在L*＝88时具有不超过4的等价C*值。
14.权利要求13所述的透明体，其中所述的层是玻璃层，而所述的部分是可弯曲的塑料层。
15.权利要求13所述的透明体，其中所述的层一般是兰色，而所述的部分通常是互补的桔黄色。
16.权利要求13所述的透明体，其中所述的层一般是绿色，而所述的部分通常是互补的紫色。
17.权利要求13所述的透明体，其中所述的透明体至少具有70％的LTA值。
18.权利要求13所述的透明体，其中所述的透明体具有不大于50％的LTA。
19.一种复合透明体，它包括至少一层具有预定色调角和颜色强度的刚性层；以及固定到所述层的主表面上并且通常具有与所述层色调角成互补的色调角的部分，其中所述的复合透明体具有比所述层的颜色强度更小的颜色强度并且其性能比至少为1.4。
20.权利要求19所述的透明体，其中所述的层是玻璃层，而所述部分是可弯曲的塑料层。
21.权利要求20所述的透明体，其中所述的可弯曲的层是着色的聚乙烯醇缩丁醛层。
22.权利要求21所述的透明体，其中所述的玻璃层是第一层玻璃层，它还进一步包括第二层固定在所述第一层玻璃层主表面上的玻璃层，所述的聚乙烯醇缩丁醛层位于两者之间。
23.权利要求22所述的复合透明体，其中所述的复合体在L*＝88时具有不超过4的等价C*值。
24.权利要求23所述的透明体，其中所述的复合透明体具有至少70％的LTA。
25.权利要求24所述的透明体，其中所述的透明体具有至少1.55的性能比。
26.权利要求19所述的透明体，其中所述的第一层其色调角为120—200°。
27.权利要求26所述的透明体，其中所述的第一层其色调角为140—190°
28.权利要求19所述的透明体，其中所述的第一层其色调角为200—300°。
29.权利要求28所述的透明体，其中所述的第一层其色调角为200—240°。
全文摘要
本发明提供了具有所需颜色、颜色强度及高性能比的玻璃复合透明体。尤其是，该透明体包括至少一层刚性透明层，如着色的玻璃或塑料基体，以及固定到该基体主表面上的部分如可弯曲的塑料层或涂层。该部分通常具有与该玻璃基体的颜色成互补的颜色，从而降低该复合透明体的总颜色强度。在本发明的一个方案中，该透明体是灰色的，优选地在LTA≥70％时，其性能比至少为1.4。
文档编号C03C27/12GK1120492SQ9510992
公开日1996年4月17日 申请日期1995年7月4日 优先权日1994年7月5日
发明者R·B·海绍福, L·J·谢勒思塔克 申请人:Ppg工业公司