CN1278137C - 颜色可调配的表面金属化着色光学物体 - Google Patents

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Abstract

一种颜色可调配的表面金属化着色光学物体，包括含有至少一层其中分散有微粒颜料的热塑性聚合物材料的一层或多层聚合物芯层，和位于所述聚合物芯层至少一个外表面上的金属层。该光学物体一般构造成使得其聚合物芯层的L*、a*、和b*色标至少其一不同于其金属层的L*、a*、和b*色标。

Description

颜色可调配的表面金属化着色光学物体
发明领域
本发明涉及颜色可调配的聚合物光学物体以及由之制作的产品。更具体地说，本发明涉及由表面金属化聚酯制成的颜色可调配的着色聚合物光学物体。
发明背景
着色聚合物薄膜尤其是由聚酯制成的着色聚合物薄膜的应用范围很广。这些薄膜例如可用于基底透明基板(例如窗户或汽车玻璃窗)以使窗户或汽车玻璃具有中和色(灰色)或者彩色。它们还可以用于对显示装置、反射镜或其他光学装置的表面进行着色。
对聚合物基底薄膜进行着色的一种方法是用一种或多种有色染料对该基底薄膜进行染色。通常在这种方法中，中和色或彩色通过在基底薄膜材料中浸入(或混合)黄色、红色和蓝色染料的组合来获得。虽然这些染色薄膜一般保有较高的清晰度和较低的浊度，但是长期暴露于紫外照射(在户外使用时或者暴露于荧光灯或其他UV发射光源时自然会发生)会致使染料分子显著退化，从而导致着色颜色的改变、着色能力的降低、漂白、以及透光率的降低。
对聚合物薄膜进行着色有时采用的另一种方法是在基底聚合物薄膜的表面上施加一颜料涂层。一般地说，这种涂层施加为薄层，并采用较高的颜料浓度以达到所需的着色水平。这些高浓度颜料涂层具有大量的加工和性能缺点。例如，为达到所需着色强度所必需的高颜料浓度在该薄涂层中难以均匀分散，并且这些高表面颜料浓度通常会经受更快的环境退化。另外，这些颜料涂层通常具有更大的浊度和减小的清晰度。
对聚合物基底薄膜进行着色的再一种方法是采用表面金属化。在需要较高耐候性的应用场合比如阳光控制玻璃和商用玻璃中，对聚合物薄膜均匀地镀覆一金属层以提供着色。尽管传统的表面金属化技术提高了着色薄膜的环境稳定性(即颜色稳定性或不褪色性)，但是光学特性比如颜色、透射率、反射率和吸收率等都受特定金属的光学特性和金属层厚度的限制。由于这些限制，其应用场合取决于所用金属的类型而受到局限。
因此，需要一种能够具有表面金属化优点同时仍然允许光学特性比如颜色、透射率、反射率和吸收率等在特定应用中可以调配的薄膜。
发明概述
简要地说，在一个方面，本发明提供了一种颜色可调配的表面金属化的着色光学物体，包括一层或多层聚合物芯层。聚合物芯层包括至少一层其中分散有微粒颜料的热塑性聚合物材料，并且在聚合物芯层的至少一个外表面上具有一个金属层。
在另一个方面，本发明提供了一种光学物体，包括：一层或多层聚合物芯层，包括至少一个其中分散有颜料的热塑性聚合物材料取向层，和金属层，位于所述聚合物芯层的至少一个外表面上，其中所述光学物体在可见光谱范围内的关注波带中呈现1-95％的光透射率；其中所述金属层的色标为L* m、a* m、和b* m，其中所述聚合物芯层的色标为L* p、a* p、和b* p，根据的是ASTM E308和ASTM E1164，并且其中在可见光谱内L* m、a* m、和b* m值的至少其一不同于对应的L* p、a* p、和b* p值。
在另一个方面，本发明提供了一种颜色可调配的表面金属化的着色光学物体，包括一层或多层聚合物芯层，其中聚合物芯层包括至少一层其中分散有微粒颜料的热塑性聚合物材料，和一个位于聚合物芯层至少一个外表面上的金属层。金属层色标为L* m、a* m、和b* m，聚合物芯层色标为L* p、a* p、和b* p，并且在可见光谱内L* m、a* m、和b* m值至少其一不同于对应的L* p、a* p、和b* p值。
在另一个方面，本发明提供了一种颜色可调配的表面金属化的着色光学物体，包括一层或多层聚合物芯层，其中聚合物芯层包括至少一层其中分散有微粒颜料的热塑性聚合物材料，和一个位于聚合物芯层至少一个外表面上的金属层。在可见光谱内金属层的透射光谱不同于聚合物芯层的透射光谱。
在另一个方面，本发明提供了一种颜色可调配的表面金属化的着色光学物体，包括一层或多层聚合物芯层，其中聚合物芯层包括至少一层其中分散有微粒颜料的热塑性聚合物材料，和一个位于聚合物芯层至少一个外表面上的金属层。在可见光谱内该光学物体的透射光谱既不同于金属层的透射光谱也不同于聚合物芯层的透射光谱。
在再一个方面，本发明提供了一种颜色可调配的表面金属化的着色光学物体，包括一层或多层聚合物芯层，其中聚合物芯层包括至少一层其中分散有微粒颜料的热塑性聚合物材料，和一个位于聚合物芯层至少一个外表面上的金属层。该光学物体的色标为L* o、a* o、和b* o，并且在可见光谱内a* o和b* o的值在约-5至约5之间变化。
本发明的上述概述并非意在描述本发明的每个例示性实施例或每个实施方案。后面的详细说明和附图更具体地例示了这些实施例。
附图说明
图1为本发明一个实施例的光学物体的反射光谱和透射光谱曲线图，其中金属层由铝构成而聚合物芯层由聚对苯二甲酸乙二醇酯和碳黑构成。
图2为本发明一个实施例的光学物体的反射光谱和透射光谱曲线图，其中金属层由银构成而聚合物芯层由聚对苯二甲酸乙二醇酯和碳黑构成。
图3为本发明一个实施例的光学物体的反射光谱和透射光谱曲线图，其中金属层由铝构成而聚合物芯层由聚对苯二甲酸乙二醇酯和颜料蓝60(Pigment Blue 60)构成。
图4为本发明一个实施例的光学物体的反射光谱和透射光谱曲线图，其中金属层由铝构成而聚合物芯层由聚对苯二甲酸乙二醇酯、碳黑和蓝色Ceres XR-RF染料构成。
优选实施例的详细说明
本发明的光学物体一般包括其中均匀地分散有选定平均直径的微粒颜料的聚合物芯层，和位于该聚合物芯层至少一个外表面上的金属层。光学物体的基底聚合物芯层包括至少一种取向或非取向热塑性着色材料，通常但不必须为薄膜形状。芯层整体上可以由一个、数个或多个独立的层构成。在有些实施例中，芯层物体为多层光学薄膜。金属层包括一种金属或合金，通常在光学物体的外表面范围内具有均匀的厚度。金属层可以是单层或多层。在有些实施例中，将一个或多个附加透明层设置成与聚合物芯层的至少一个外表面和/或金属层的至少一个外表面相接触。这些附加层有时称作“表层”。在特定结构中，该光学物体包括位于两个着色聚合物芯层中间的金属层。该光学物体通常构造成使得足够百分比的光束透过该光学物体，其中实际百分比取决于所需的应用场合。该光学物体通常还采用互补颜料和金属来构造，以提供所需的光学特性比如在可见光谱(即约360nm至约760nm之间)所需部分范围内的颜色、透射率、反射率和吸收率。
聚合物芯层
该光学物体的芯层采用任何热塑性聚合物材料，包括任何含聚酯的聚合物。有用的聚酯聚合物包括具有对苯二甲酸酯或萘二甲酸酯共聚物单元的聚合物，例如，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)及其共聚物和掺合物。在例如已公开专利申请WO99/36262和WO99/36248中提供了其他适用聚酯共聚物的例子，其全部在此引入作为参考。其他适用的聚酯材料包括聚碳酸酯、聚芳酯以及其他含萘二甲酸酯和对苯二甲酸酯的聚合物，例如聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚萘二甲酸丙二醇酯(PPN)以及上述聚合物彼此的掺合物和共聚物或者上述聚合物与非聚酯聚合物的掺合物和共聚物。
所述光学物体芯层还可以含有或包括多层光学薄膜。一般地说，多层光学薄膜用于产生如下的光学干涉滤波器，其经由具有交替低折射率和高折射率的多个层之间的设计相长干涉对光束进行反射。这种薄膜可以由各向同性或双折射层构成，或者由其组合构成。双折射光学薄膜构造成多层“层叠”，通过控制各层中不同折射率的相对值将其布儒斯特角(此时p偏振光的反射率趋于零)控制在所需值。该特性使得能够构造成其p偏振光反射率随着其离开法线的入射角逐渐降低、与入射角无关、或者随入射角升高的多层反射镜和偏振器。其结果是，可以实现在较宽的带宽范围上具有高反射率(在反射镜情况下对于任何入射方向的s偏振光和p偏振光，在偏振器情况下对于选定的偏振方向)的多层薄膜。
在例如下述已公开专利申请中公开了可用的多层结构，其全部说明书在此引入作为参考：WO95/17303、WO96/19347、和WO97/01440。由PEN与PEN共聚物的交替层构成的多层结构是最有用的薄膜，其中的PEN共聚物例如为70萘二甲酸酯/30对苯二甲酸酯共聚酯(co-PEN)或者其他折射率低于PEN的聚合物。
通常，在单层或多层聚合物物体中实现所需特性的能力受用以制备它的工艺条件影响。该聚合物光学物体例如可以通过铸模工艺形成，其中将熔融聚合物组合物通过模具挤出并在冷却铸带滚筒上铸制为薄膜。铸制薄膜的所需铸制厚度部分取决于光学物体的所需用途，并且可以通过控制制作该物体的工艺条件来实现。典型的铸制厚度在约0.3mm至厚达3.0mm之间变化，但取决于其特定的最终用途，可以采用更薄或更厚的铸件。
模制聚合物物体可以任选地加以取向，这同样取决于所需的特定特性组合。通常，取向物体在淬灭处理之后沿纵向(有时称作加工方向)和横向(或垂直加工方向)之一或两者加以取向。尽管在每一方向的取向度会变化很大(不是必然相同)，但通常拉伸尺寸在该物体模制尺寸的2.5至5.0倍之间变化。模制聚合物物体还可以在取向之前或取向过程中例如通过红外灯或强制对流进行加热，以将其温度升至略高于其玻璃化转变温度。
当采用例如多层光学薄膜时，在该多层器件的各折射率(从而其光学特性)之间可能必须实现给定的关系。在有机聚合物薄膜的情况下，可以通过拉伸或取向来获得和/或控制这些特性。一般地说，这是通过如下措施实现的，将单个聚合物共挤塑以形成多层薄膜，然后在选定的温度下对该薄膜进行取向，任选继以在选定温度下进行热定形，由此来制备所述聚合物薄膜。替代地，挤塑和取向步骤也可以同时进行。在多层光学物体是偏振器形式的情况下，所述多层薄膜通常基本上沿一个方向拉伸(单轴取向)。在多层光学物体是反射镜形式的情况下，所述薄膜基本上沿两个方向拉伸(双轴取向)。
在拉伸时，也可以使芯层聚合物物体能够沿横向拉伸方向从横向拉伸时的自然收缩状态松弛(等于拉伸比的平方根)，或者也可以加以限制(即，在横向拉伸方向没有实质变化)。芯层薄膜可以用长度取向仪沿纵向拉伸，以及用拉幅机沿宽度方向拉伸，或者沿对角线方向拉伸。
应当理解，对于这种拉伸和取向工艺，选择预拉伸温度、拉伸温度、拉伸速度、拉伸比、热定形温度、热定形时间、热定形弛豫、以及横向拉伸弛豫，以便生产出具有所需特性包括所需折射率关系的薄膜。这些变量是互相关联的。例如，较低的拉伸速度可以与较低的拉伸温度一起采用或关联。对于普通技术人员来说，如何选择这些变量的适宜组合以实现所需的多层器件是显而易见的。一般地，在多层薄膜是偏振器形式的情况下，薄膜通常沿着至少一个轴拉伸。沿着该拉伸轴，优选的拉伸比是1∶2-10(更优选1∶3-7)。在反射镜薄膜的情况下薄膜通常沿着两个轴拉伸。沿着这两个轴(可以彼此相同或者不同)的拉伸比一般优选在1∶2-10(更优选1∶2-8，最优选1∶3-7)的范围内。
颜料
上述单层或多层聚合物芯层进一步包括至少一层热塑性聚合物材料，其中在热塑性材料中分散有微粒颜料或微粒颜料的组合。均匀分散的颜料最好包括具有平均直径在约10nm至约500nm之间的颗粒。这些较小尺寸的颗粒有助于降低光学物体的表面粗糙度和内部光散射的量，这会有害地分别提高光学物体的表面和体浊度。一般地，最易于获得并且广泛使用的微粒颜料为传统的碳黑，商业上可以获得其许多不同的等级。其他有用的颜料包括如下材料：铁、钛、锑、锆、锌、钡、钙、镉、铅、铬、钼、镁、硅、铝、钠、钴、铜以及其他金属的无机化合物比如氧化物、盐和其他化合物，这些化合物例子有氧化铁、氰亚铁酸铵(铁蓝)、二氧化钛、氧化锑、氧化锆、硅酸锆、氧化锌、硫化锌、硫酸钡、碳酸钙、硫酸钙、硫化镉、硒化镉、硫酸铅、氧化铬、铬酸盐、钼酸盐、锰酸盐、二氧化硅、硅酸盐、硅铝酸盐、硫代硅酸钠铝(群青)比如群青蓝(Ultramarine Blue)、群青紫(UltramarineViolet)、群青粉红(Ultramarine Pink)、和其他金属氧化物，以及其他简单和络合无机化合物；无机络合物，比如颜料蓝28(Pigment Blue28)、钴蓝(Cobalt Blue)、铝酸钴(Cobalt Aluminate)、金氏蓝(King′sBlue)、藤氏蓝(Thenard′s Blue)、镉红(Cadmium Red)、钼橙(MolybdateOrange)、钼酸铅(Lead Molybdate)、铬黄(Chrome Yellow)、铬酸铅(Lead Chromates)、铬绿(Chrome Green)、颜料黄53(PigmentYellow 53)、钛黄(Titanium Yellow)、钛酸镍(Nickel Titanate)、钛酸镍锑(Nickel Antimony Titanate)、钛酸镍黄(Nickel TitanateYellow)、颜料紫16(Pigment Violet 16)、锰紫(Manganese Violet)、永固紫(Permanent Violet)、纽伦堡紫(Nuremberg Violet)、矿物紫(Mineral Violet)、坚牢紫(Fast Violet)；以及有机颜料，比如酞菁、铜酞菁、喹吖酮、蒽醌、苝、帕瑞能(perinones)、二嗪、二酮-吡咯并-吡咯(DPP)、阴丹酮、联苯胺、异二氢吲哚和异二氢吲哚酮、苯并咪唑酮、和包括金属化偶氮颜料(比如色淀红C(Lake Red C)、永固红2B(Permanent Red 2B)、镍偶氮黄(Nickel Azo Yellow)、立索红(Lithol Red)、颜料猩红(Pigment Scarlet))的偶氮、双偶氮或多偶氮颜料(比如萘酚红、二芳基化物、联茴香胺、和吡唑啉酮)。颜料比如V2O5和P2O5也可以用于吸收红外和紫外以及可见光区域的光束，这在特定的应用场合是需要的。这些不同的颜料可以单独或组合使用，以实现不同的着色色调、吸收分布和/或物理特性。微粒颜料(或颜料掺合物)应当正比于整体结构中所需的染色或“着色”程度加入热塑性聚合物中。一般地，微粒颜料加入热塑性聚合物的量在约0.01-1.0wt％之间，更优选在0.02-0.5wt％之间，尽管根据应用场合和所选择的具体颜料可以使用或多或少的颜料。
在特定的实施例中，可以采用两种以上微粒颜料彼此组合以实现所需的着色或者用于对中和色进行最佳控制。例如，可以将一种或多种有色颜料或染料加以组合以制作给定颜色(例如蓝色)的结构，或者在需要最佳中和色的场合，可以加入少量的一种或多种有色颜料以校正轻微的偏色吸收(off-color absorption)，这有时与使用单一颜料有关。优化中和色的后一效应可以在使用碳黑时发现特定的应用，此时，如果存在较高加载量的碳黑，则会呈现黄色。尽管不依赖于任何特殊的理论，但可以相信，单一颜料偏离中和色至少部分取决于颜料的分散颗粒尺寸。因此，一般地说，在一定的颗粒尺寸范围内，分散颜料的颗粒尺寸越大，就越可能存在偏色吸收。应当理解，当加入的补充颜料或染料的量不会影响所得光学物体的光学特性时，其颗粒尺寸和特征就不再是关键的。
一般地，用于本发明的商用尺寸的颜料团块或珠粒被减小至约10至500nm之间的中间直径。更优选地，将颜料珠粒减小至约20至100nm之间的直径。这可以通过例如在最少量的溶剂例如乙二醇中对团块进行碾磨来实现，优选同时在具有分散剂比如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的情况下进行碾磨。一般地，分散剂(例如PVP)的添加量为每100份碳黑约1至40重量份。应当理解，分散剂与颜料的最佳比值根据所用颜料的类型会有所变化。
例如通过使用传统的混合和/或碾磨设备将颜料碾磨进聚合物中，将微粒颜料加入热塑性聚合物材料中。然而，将微粒颜料均匀分散在热塑性材料中通过在聚合反应过程中将颜料分散在聚合物中更易于实现。这使得颜料可以分散遍布在较低粘度的单体混合物中，从而避免了更困难的碾磨处理。为实现此点，可以在PVP或其他分散剂的帮助下，将微粒颜料分散在处于适当溶剂例如乙二醇中的聚合物反应媒质中。该分散也可以添加在形成缩聚物过程中的反应物料中。通过在酯交换反应步骤后立即将碾磨碳黑、乙二醇和分散剂加入聚酯反应物料中，可以获得有用的均匀分散的例如碳黑颗粒。
将微粒颜料加入预聚合反应物料中的一般优选方法是首先在乙二醇中产生微粒颜料淤浆。有用的淤浆可用乙二醇中10wt％颜料制成。如上所述，该淤浆还可以加入一种或多种润湿剂或分散剂比如PVP。淤浆可以预先混合，并在预先混合之后数次通过一个媒质碾磨机。已碾磨混合物也可以通过一个精细过滤器(例如在1微米量级)以提供进一步的微粒尺寸控制。最终混合物可以与预先聚合的缩聚物形成反应物料一起直接装入反应容器。所得聚合物一般加入大约1wt％至大约5wt％的颜料。在混合过程中的碾磨机内以及在聚合反应过程中的反应容器内，较高的剪切混合能够有助于颜料均匀分散在聚合物中，并且有助于减少聚合物树脂中的不利颗粒结块。
金属层和表面金属化
根据本发明，金属层一般位于聚合物芯层的至少一个外表面上。金属层通常由一种金属构成，或者由合金或多层金属层形式的金属组合构成。在特定的实施例中，最好采用将不同金属、金属氧化物和/或合金组合在一个多层结构中的金属层。根据光学物体的所需颜色、透射率、反射率和吸收特性等选择具体的金属和合金。适宜金属的部分例子包括铝、银、金、铜、镍、钛、铁、不锈钢、铂、锡、铅、铬、铬镍铁合金、以及其组合。对于特定的应用场合，其他过渡金属、氧化物及其合金也是适宜的。
对于绝大多数应用场合，需要在聚合物芯层表面上具有均匀厚度的金属层，可接受的厚度范围根据如下情况而有所变化：所用金属或合金的类型；微粒颜料的类型、浓度和颗粒尺寸；以及光学物体的计划用途。例如，如果光学物体构造成具有在可见光区域透射率为1-90％的含铝金属层，则金属层的厚度应当相应地在约29nm至约0.5nm之间。如果金属层含镍，则1-90％透射率的厚度范围应当相应地在约52nm至约0.5nm之间。对于含银的金属层，1-90％透射率的厚度范围应当相应地在约69nm至约2nm之间。然而，这些厚度范围还随着光学物体的微粒颜料的类型、颗粒尺寸和浓度的变化而改变。
在聚合物芯层上设置金属层可以用本领域普通技术人员所熟知的多种表面金属化技术之一来实现。这种公知的方法包括汽相淀积、阴极溅射、高温分解、粉料涂覆、离子电镀、电子束淀积等。考虑到可以获得均匀的结构和厚度，通常优选汽相淀积和阴极溅射。在镀覆金属合金时阴极溅射还特别有用，以保持金属层组分的一致性。作为表面金属化技术的替代措施，金属层也可以构造成为单独的片层，然后层压在聚合物芯层的一个或多个外表面上。
在特定的实施例中，还需要构造如下的光学物体，其包括一金属层，位于着色聚合物芯层与一附加层之间，该附加层由其中分散有微粒颜料的热塑性材料构成。聚合物芯层和附加层根据所需的应用场合，可以由相同或不同的聚合物材料或微粒颜料构成。
“表层”
根据本发明，可以任选地设置至少一个附加层与聚合物芯层的至少一个外表面相接触(使得该层位于聚合物芯层与金属层之间)和/或金属层的至少一个外表面相接触。该层(有时称作“表层”)可以用于降低聚合物芯层和整个结构的表面粗糙度以保持光学物体的清晰度和较低浊度。表层也可用于施加抗摩擦性、抗化学性和/或提供耐候性。这些表层一般没有微粒颜料。表层可以共挤塑在聚合物芯层的一个或多个外表面上。替代地，可以用适当的压敏或非压敏粘合剂将表层覆盖或层压在聚合物芯层之上和/或金属层的外表面之上。适宜的涂层包括但不限于硬涂层、粘合剂、抗静电层、促粘合底漆、UV稳定涂层、降摩擦层等等。还可以将一种或多种附加层(薄膜、层叠和/或涂层)与表层一起采用。表层优选由透明聚合物例如聚酯(与聚合物芯层结构中所用的聚酯相同或不同)、聚烯烃、聚碳酸酯或其他热塑性聚合物制成。
颜色和光学特性
通过对着色聚合物芯层和金属表层的同时控制，可以优化光学物体在可见光谱中的颜色、透射率、反射率和吸收率。光学物体的颜色可以由L*、a*、和b*色标限定，决定于聚合物芯层和金属表层的相应L*、a*、和b*值。L*、a*、和b*值根据CIE(国际照明委员会，InternationalCommission on Illumination)方法确定，该方法利用作为入射光波长函数的测试材料透射率或反射率、选定标准光源的光谱功率、以及CIE标准观测者的颜色匹配函数来确定其色标。用于确定L*、a*、和b*值的CIE过程在ASTM E308和ASTM E1164中有详细描述。ASTM E308讨论了用CIE体系计算物体颜色的标准操作，而ASTM E1164讨论了获得用于物体颜色评估的分光光度数据的标准操作。此处所述的L*、a*、和b*值是采用可见光谱范围内的透射率、CIE标准光源C(代表日光)、和2度CIE标准观测者的颜色匹配函数所确定的值。
给定物体的L*a*b*色标用作描述三维颜色空间中一定颜色区域的坐标值。a*和b*值表示该颜色的色调和饱和度。例如，正的a*值位于红色区域，而负的a*值位于绿色区域。正的b*值位于黄色区域，而负的b*值位于蓝色区域。尽管a*和b*值的符号(正或负)决定光学物体的色调，但其绝对值决定该特定色调的饱和度。增大的绝对值对应于更高的饱和度。L*坐标与光学物体的光强或亮度有关。较大的正L*值对应于白色区域，而趋近于零的较小正L*值对应于黑色区域。当光学物体的a*和b*色标接近于零时，这对应于中和色或灰色区域。因此，为获得灰色外观，a*和b*色标应当具有大约5以下的绝对值。更优选地，a*和b*色标应当具有大约3以下的绝对值。
尽管L*、a*、和b*色标可以精确测量至数个小数位，但色标之间的显著差异一般能够为人眼所察觉。人眼通过注意物体的颜色或“色彩(shade)”变化来察觉色标的差异。一般地，人眼只能察觉差的绝对值为大约1以上的色标之间的差异。为说明此点，人观测者通常观察两个不同的黄色色彩，其中一种材料的a*和b*色标分别为0和5，而第二材料的a*和b*色标分别为0和6。如果差的绝对值在大约2以上，则该察觉的“色彩”差异会更为明显。这样，如果比较的色标(a*，b*)为(0，5)和(0，7)，则该黄色色彩之间的差异对观测者会更为明显。因此，如果认为第一材料的色标与第二材料的对应色标不同，则这两个对应色标之差的绝对值应当在大约1以上，更优选地，在大约2以上。如果认为这两种材料具有近似相等的对应色标，则相应色标之差的绝对值应当小于大约2，或者更优选地，小于大约1。
通过聚合物芯层和金属层的L*、a*、b*值的组合(以及组合的透射光谱)来确定光学物体的颜色或者L*、a*、和b*值。因此，为调配光学物体的颜色，必须选择适当的着色聚合物芯层和金属层的材料。例如，如果所应用场合需要红色色调，则可以将中和色的金属或合金(具有接近零的a*和b*值)与具有正a*值的着色聚合物芯层结合以产生着红色的光学物体。增加聚合物芯层的a*色标的绝对值还可以提高所得光学物体红色的饱和度。
类似地，如果所应用场合需要中和色，则可以将具有蓝色或负b*值的金属或合金与具有正b*值的着色聚合物芯层一起使用以提供中和色光学物体。尽管适宜的有关b*绝对值会随着所用金属、颜料和聚合物的种类(以及金属层和聚合物芯层的组合透射光谱)而有所变化，但良好的初始近似是将正和负b*的绝对值设定为近似相等。优选地，该绝对值应相差约2以下，并更优选地相差约1以下。一旦选择材料获得近似相等的绝对值，则可以进行一系列较容易的试错程序以获得目标颜色。可以对例如颜料微粒尺寸、颜料浓度和金属厚度等作出改变以在所得光学物体中产生最佳颜色。
作为上述试错程序的替代，通过采用ASTM E308中所述的计算，可以确定金属层和聚合物芯层的适当L*、a*、b*绝对值以获得光学物体的所需L*、a*、b*值。例如，如果光学物体中需要给定的L*、a*、b*组合，则可以计算出可见光区域中对应于这些色标值的透射光谱。然后，可以比较不同聚合物芯层和金属层结构的各自透射光谱以选择能够产生所需组合透射光谱的材料组合。通常通过组合在可见光谱范围内具有的透射光谱不同于聚合物芯层透射光谱的金属层来获得光学物体的最终透射光谱。在优选实施例中，可见光谱范围内光学物体的透射光谱同样既不同于可见光区域中金属层的透射光谱，也不同于可见光区域中聚合物芯层的透射光谱。
透射光谱中的显著差异通常能够被人眼察觉。为使人眼能够察觉透射率的差异或变化(通常作为颜色变化是可察觉的)，透射率差异应当在可见光区域中的一个或多个波长处为至少约2％。然而该可察觉百分比差异的值随着可见光谱中的关注波长和观测者的敏感度而变化。
由于透射率一般确定为入射光波长的函数，所以给定材料的透射率通常在可见光谱范围内有所变化。由于该潜在变化，使得两种不同材料的透射光谱可以在整个可见光区域相区别，或者在可见光谱中的一定分立波长或波带处相区别。因此，根据意图应用场合，还可能需要设计如下的光学物体，其中金属层与聚合物芯层的透射光谱主要在可见光谱范围内的一个较窄波带(或多个波带)中相区别。类似地，在一定的应用场合，光学物体的透射光谱可不同于可见光区域中关注波带(或多个波带)内的金属层的透射光谱以及聚合物芯层的透射光谱。
关注波带根据构造光学物体的金属、颜料和聚合物的种类以及意图应用场合而有所变化。例如，在构造与荧光一起使用的光学物体时，可能需要将对应于荧光的波带内特别互补的金属层和聚合物芯层加以组合。通常，荧光由可见光谱范围内的如下分立波带构成：约400-410nm，约430-440nm，约530-555nm，以及约605-635nm。在设计光学物体以获得所需的荧光“颜色”时，可以在前述波带中而不是在整个可见光谱范围比较不同金属层和聚合物芯层结构的透射光谱。
在比较关注波带(或多个波带)中金属层、聚合物芯层和光学物体的透射光谱之间的差异之外，采用可见光谱中的平均材料透射率进行比较也是有用的。在有些实施例中，可能需要金属层的平均透射率与聚合物芯层的平均透射率不同。类似地，在其他实施例中，可见光谱范围内光学物体的平均透射率与金属层的平均透射率和聚合物芯层的平均透射率都不同。
本发明特别有用应用的一个非限制性例子是采用碳黑颗粒和铝表面层制作中和色或灰色薄膜。碳黑着色聚合物芯层趋于在透射时呈现微黄色，可转换成正的b*值。另一方面，铝具有蓝色色调，或者负的b*值，这是对碳黑的适宜互补。因此，在聚合物芯层中加入一定的碳黑可以与铝层的适当厚度组合以产生中和色或灰色。优选的铝层厚度随着薄膜的透射率和碳黑的浓度而有所变化。随着薄膜中的碳黑浓度增加以及透射率降低，黄色的饱和度增加。在这些较高浓度，必须使用较厚的铝层来获得中和色。但是较厚的铝层可以增加光学物体的反射率。如果对于特定应用场合较高的反射率是不合需要的，则可以采用其他颜料比如阴丹酮、铜酞菁、和铝酸钴与碳黑组合以减小聚合物芯层的b*值。
上述例子不可能穷尽可在光学物体中产生可调配颜色的众多组合。其他可用的组合包括如下光学物体，其中：金属层L*、a*、b*值的至少之一与着色聚合物芯层的对应L*、a*、b*值不同；金属层a*和b*值的至少之一与着色聚合物芯层的对应a*和b*值不同；以及金属层a*和b*值的至少之一与着色聚合物芯层的对应a*和b*值具有相同符号。
光学物体的颜色变化及其中和度也可以采用ASTM D2244中描述的“用于计算与仪器测量颜色坐标之间颜色差异的标准测试方法(Standard Test Method for Calculation of Color Differences fromInstrumentally Measured Color Coordinates)”加以确定。可以采用ASTMD2244中描述的下述等式来确定两个光学物体之间的相对颜色差异：
ΔE＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
其中ΔE为所比较两个光学物体之间的颜色差异，ΔL*、Δa*、Δb*为所比较两个光学物体的色标之差。当ΔE值为大约3以上，更优选为大约5以上时，人眼通常可以察觉两个光学物体之间的颜色变化。但是颜色差异的这些值根据观测者的敏感度会有所变化。
还可以采用ASTM D2244中描述的方法来确定光学物体相对于一中和色对照物的中和度。例如，若将具有给定L*、a*、和b*色标的关注光学物体与具有与该光学物体相同L*值但其a*和b*值为零的对照物相比较，则该光学物体与对照物之间的颜色差异ΔE即为该光学物体中和度的量度。若颜色差异ΔE小于约5，更优选小于约3，则该光学物体对于观测者会呈现中和色或灰色。
在调配颜色之外，根据所需应用场合，光学物体还可以设计成在可见光谱范围内提供特定的透射率、反射率和吸收率。控制聚合物芯层和金属层中的颜料可以控制所有这些光学特性。例如，金属、颜料和聚合物种类的变化可以影响可见光谱范围内光学物体的透射率。金属层厚度、颜料浓度、和颜料颗粒尺寸也可以影响透射率。增加金属层厚度、增加颜料的浓度(重量百分比)、或者减小颜料的颗粒尺寸会降低所得光学物体的透射率。在给定浓度(重量百分比)，减小颗粒尺寸会产生更大的表面积，这会降低光学物体的整体透射率。在绝大多数应用场合，所需的透射率在约1％至约95％之间，并且更优选地，在约5％至约90％之间。
反射率和吸收率也可以由光学物体的材料变化加以控制。反射率主要取决于金属的种类和厚度。金属种类的改变(例如从镍改为铝)以及金属层厚度增加可以提高光学物体的反射率。能够控制反射率在调配光学物体的美学外观和功能特性方面具有显著优点。例如，高反射率(通常大于约25％)可以产生反射镜状外观，这在美学上取决于最终用途可能是有利的或不利的。另外，一定量的反射率可以改善光学物体的“加热(heat-up)”特性。当反射率增加时，这通常会导致光学物体所吸收光通量的降低。吸收率的这种降低减少了可用于“加热”或提高光学物体温度的能量。在一定的应用场合，光学物体的“加热”是有害的。例如，如果该光学物体用作使玻璃着色的薄膜，则光学物体的温度升高会导致玻璃基板断裂或者破裂。这种温度升高乃至玻璃基板的损坏可以通过提高光学物体对任何给定透射的反射率而加以避免。
光学物体的浊度
优选的光学物体或聚合物芯层还会具有较低的浊度。对光学物体“浊度”的一种有用测量可以根据在通过光学物体时通过前向散射偏离入射光超过一特定平均程度的光束百分比来确定。ASTM D1003提供了一种进行这种测量的方法。当相对于暴露在空气中的光学物体表面所散射的光束来确定光学物体或聚合物芯层的浊度时，所测浊度既包括表面所导致的浊度，也包括内部光学效应所导致的浊度。这被当作光学物体的“总”浊度。光学物体本身内部所产生的光学效应，或者“内部”浊度，可以通过测量光学物体或聚合物芯层在浸入基本相似折射率的液体中时的浊度加以确定。一般地说，本发明的光学物体或聚合物芯层呈现的内部浊度小于约5％，优选小于约3％，更优选小于约2％。优选的光学物体或聚合物芯层还呈现小于约10％、更优选小于约5％的总浊度。
应用
本发明的光学物体可以用在任何应用场合以提供中和色或彩色或密度滤波器。所述光学物体可采用或应用于其他光学物体或薄膜以组合多种光学效应。例如，光学物体可以与一个或多个附加光学有源层一起采用以制作IR反射镜、UV吸收结构、阳光控制结构、偏振器、或者装饰结构。类似地，本发明的着色光学物体可以用于对汽车或窗配玻璃进行着色，比如玻璃或聚碳酸酯。着色光学物体还可以应用于穿孔或抗撕裂薄膜、保护和安全膜、以及作为对比度增强层用于光学显示器，例如计算机监视器、电视屏幕等等。
附图的详细说明
图1为百分比透射率或反射率随着波长变化的曲线图100。该图画出了在整个可见光谱区域作为光波长函数的聚合物芯层的透射率102、金属层的透射率104和光学物体的透射率106以及光学物体的反射率108。该图中的光学物体根据结合下述各实例中的实例3所述的聚合物芯层工艺A1和金属层工艺C来制作。聚合物芯层由聚对苯二甲酸乙二醇酯和碳黑制成。金属层由铝制成，镀层厚度为7.0nm。金属层的L*、a*、和b*色标分别为72.63、-1.34、和-6.12。聚合物芯层的L*、a*、和b*色标分别为86.22、0.40、和3.33。因此，金属层的至少一个色标与聚合物芯层的对应色标不同。
比较一个或多个给定波长处光学物体、金属层和聚合物芯层的图1中的百分比透射率，可以看出在可见光区域光学物体的透射光谱既不同于金属层的透射光谱，也不同于聚合物芯层的透射光谱。例如，在500nm波长处，光学物体、金属层和聚合物芯层的百分比透射率分别为大约38％、48％和67％。因为光学物体的百分比透射率在可见光谱范围内的一个或多个波长处不同于金属层和聚合物芯层的百分比透射率，所以在可见光谱范围内光学物体106的透射光谱不同于金属层104和聚合物芯层102的透射光谱。另外，因为金属层和聚合物芯层的百分比透射率在500nm处也不同，所以在可见光谱范围内金属层的透射光谱不同于聚合物芯层的透射光谱。
通过比较在限定的关注波带内一个或多个波长处光学物体、金属层和聚合物芯层的透射光谱，还可以确定透射光谱在关注波带内是否不同。例如，如果关注波带限定为范围从475nm至525nm，则比较图1中500nm波长处的百分比透射率表明在该关注波带内光学物体的透射光谱既不同于金属层的透射光谱，也不同于聚合物芯层的透射光谱。类似地，在该关注波带内金属层与聚合物芯层的透射光谱也不同。
图1(见下述实例3)中产生的数据还表明，在可见光谱范围内光学物体、金属层和聚合物芯层的平均透射率不同。在可见光谱范围内光学物体、金属层和聚合物芯层的平均透射率分别为37.8％、44.2％和70.5％。因此，光学物体的平均透射率既不同于金属层也不同于聚合物芯层的平均透射率，并且金属层的平均透射率不同于聚合物芯层的平均透射率。
图2为百分比透射率或反射率随波长变化的曲线图200。该图画出了在整个可见光谱区域作为光波长函数的聚合物芯层的透射率202、金属层的透射率204和光学物体的透射率206以及光学物体的反射率208。该图中的光学物体根据结合下述各实例中的实例12所述的聚合物芯层工艺A2和金属层工艺F来制作。聚合物芯层由聚对苯二甲酸乙二醇酯和碳黑制成。金属层由银制成，镀层厚度为20nm。金属层的L*、a*、和b*色标分别为70.62、-4.65、和-11.85。聚合物芯层的L*、a*、和b*色标分别为76.54、0.72、和6.39。因此，金属层的至少一个色标与聚合物芯层的对应色标不同。
通过采用结合图1所述的类似比较，图2同样可以表明在可见光谱内以及在可见光谱内的不同关注波带中，光学物体的透射光谱既不同于金属层的透射光谱，也不同于聚合物芯层的透射光谱。类似地，在可见光区域内以及在可见光区域内的不同关注波带中，金属层的透射光谱与聚合物芯层的透射光谱不同。
图2(见下述实例12)中产生的数据还表明，在可见光谱范围内光学物体、金属层和聚合物芯层的平均透射率不同。在可见光谱范围内光学物体、金属层和聚合物芯层的平均透射率分别为19.8％、40.3％和54.4％。因此，光学物体的平均透射率既不同于金属层也不同于聚合物芯层的平均透射率，并且金属层的平均透射率不同于聚合物芯层的平均透射率。
图3为百分比透射率或反射率随波长变化的曲线图300。该图画出了在整个可见光谱区域作为光波长函数的聚合物芯层的透射率302、金属层的透射率304和光学物体的透射率306以及光学物体的反射率308。该图中的光学物体根据结合下述各实例中的实例16所述的聚合物芯层工艺B和金属层工艺D来制作。聚合物芯层由聚对苯二甲酸乙二醇酯和颜料蓝60制成。金属层由铝制成，镀层厚度为9.0nm。金属层的L*、a*、和b*色标分别为60.51、-1.16、和-10.84。聚合物芯层的L*、a*、和b*色标分别为88.46、-5.34、和-9.11。因此，金属层的至少一个色标与聚合物芯层的对应色标不同。
通过采用结合图1所述的类似比较，图3同样可以表明在可见光谱内以及在可见光谱内的不同关注波带中，光学物体的透射光谱既不同于金属层的透射光谱，也不同于聚合物芯层的透射光谱。类似地，在可见光区域内以及在可见光区域内的不同关注波带中，金属层的透射光谱与聚合物芯层的透射光谱不同。
图3(见下述实例16)中产生的数据还表明，在可见光谱范围内光学物体、金属层和聚合物芯层的平均透射率不同。在可见光谱范围内光学物体、金属层和聚合物芯层的平均透射率分别为23.5％、28.7％和72.0％。因此，光学物体的平均透射率既不同于金属层也不同于聚合物芯层的平均透射率，并且金属层的平均透射率不同于聚合物芯层的平均透射率。
图4为百分比透射率或反射率随波长变化的曲线图400。该图画出了在整个可见光谱区域作为光波长函数的聚合物芯层的透射率402、金属层的透射率404和光学物体的透射率406以及光学物体的反射率408。该图中的光学物体根据结合下述各实例中的实例21所述的聚合物芯层工艺C1和金属层工艺C来制作。聚合物芯层由聚对苯二甲酸乙二醇酯、碳黑和蓝色Ceres XR-RF染料构成。金属层由铝制成，镀层厚度为7.0nm。金属层的L*、a*、和b*色标分别为72.63、-1.34、和-6.12。聚合物芯层的L*、a*、和b*色标分别为67.46、-3.41、和0.98。因此，金属层的至少一个色标与聚合物芯层的对应色标不同。图4中所示光学物体的L*、a*、和b*色标分别为56.39、-3.33、和-0.52。因为在可见光谱内a*和b*色标处于大约-5至5的范围，所以该光学物体对观测者呈现出具有中和色或灰色。
通过采用结合图1所述的类似比较，图4同样可以表明在可见光谱内以及在可见光谱内的不同关注波带中，光学物体的透射光谱既不同于金属层的透射光谱，也不同于聚合物芯层的透射光谱。类似地，在可见光区域内以及在可见光区域内的不同关注波带中，金属层的透射光谱与聚合物芯层的透射光谱不同。
图4(见下述实例21)中产生的数据还表明，在可见光谱范围内光学物体、金属层和聚合物芯层的平均透射率不同。在可见光谱范围内光学物体、金属层和聚合物芯层的平均透射率分别为24.0％、44.2％和38.0％。因此，光学物体的平均透射率既不同于金属层也不同于聚合物芯层的平均透射率，并且金属层的平均透射率不同于聚合物芯层的平均透射率。
下述实例用以帮助理解本发明，不应理解为限制其范围。除非有相反指明，所有份数和百分比都是以重量计的。
实例
下面的实例1-30基于根据下面所述的不同颗粒分散体、母料、聚合物芯层和金属层工艺构造的光学物体。下列各表列明了各实例用于构造光学物体的聚合物芯层和金属层工艺。这些表还列明了下列各项：聚合物芯层、金属层和光学物体的平均透射率；光学物体的平均反射率；光学物体的浊度；以及聚合物芯层、金属层和光学物体的a*和b*值。图1-4中分别画出了实例3、12、16和21中金属层、聚合物芯层和光学物体的透射光谱以及光学物体的反射光谱。
颗粒分散体A
在210升储罐中，用高速度、高剪切Cowles“Dissolver”混合器配以25cm直径混合叶片将91.5wt％的乙二醇和3.5wt％的PVP(聚乙烯吡咯烷酮，具体为ISP PVP K15)润湿剂强烈混合大约30分钟。在继续混合的同时，将5.0wt％的碳黑(Cabot Black Pearls 1300，据称颗粒尺寸为13nm)缓慢加入乙二醇混合物中。在以1700rpm进行半小时之后，以1升每分钟的速度将该混合物泵送通过含有按体积计52％的均匀0.8-1.0mm陶瓷介质的高剪切(13升、Netzch水平)砂磨机，轴每分钟转数为1460。使混合物通过砂磨机7次，5次通过砂磨机得到碳黑颗粒的均匀分散体。使该分散体通过1微米筒式过滤器(具体为Roki HT-10)。将最终分散体盛在一个容器中，配以来自CowlesDissolver的低速搅动，直到就绪以加入反应器中。用亥格曼规(HegmanGauge)和光学显微术进行分析表明，该分散体没有大于1微米的团块，MicrotracTM颗粒分析仪表明该分散体中的体积分率平均颗粒/团块尺寸为大约150nm。
颗粒分散体B
在210升储罐中，用高速度、高剪切Cowles“Dissolver”混合器配以25cm直径混合叶片将84.37wt％的乙二醇和1.18wt％的PVP(聚乙烯吡咯烷酮)润湿剂强烈混合大约30分钟。在继续混合的同时，将14.44wt％的颜料蓝60(具体为BASF PaligenBlue L6495F，比表面积为大约80m2/g)缓慢加入乙二醇混合物中。在以1700rpm进行半小时之后，以1升每分钟的速度将该混合物泵送通过含有按体积计52％的均匀4.75mm不锈钢珠粒的高剪切(13升、Netzch水平)砂磨机，轴每分钟转数为1460。使该混合物通过砂磨机5次。使该分散体通过5微米筒式过滤器。该过滤器有效去除大多数较大的颜料团块，从而将最终混合物的颜料水平降至10.73wt％。将最终分散体盛在一个容器中，配以来自Cowles Dissolver的低速搅动，直到就绪以加入反应器中。用亥格曼规和光学显微术进行分析表明，该分散体去除了绝大部分大于1微米的团块，MicrotracTM颗粒分析仪表明该分散体中的体积分率平均颗粒/团块尺寸小于900nm。
母料A
向配有涡轮搅拌器和热油套的380升反应器中加入100重量份的对苯二甲酸二甲酯、82.3份的乙二醇、0.25份的三羟甲基丙烷、0.025份的乙酸钴、0.025份的乙酸锌、和0.03份的乙酸锑。在138kPa压力下搅拌，将母料温度逐渐升高至249℃，同时分馏出33重量份的甲醇。当该母料达到255℃时，经过10分钟时间，将釜压降至101.3kPa。将反应器隔离，加入0.039份的膦酰基乙酸三乙酯并使之混合5分钟。加入40份颗粒分散体A并使之混合10分钟。将反应器内容物传送至配有锚式搅拌器和热油套的380升聚合反应容器中，并将溶液温度调节至198℃。以0.6℃每分钟的速度将溶液温度升高至260℃以去除多余乙二醇。在260℃经20分钟时间将容器压力降至0.133kPa以下，同时将溶液温度升高至285℃。在三氟乙酸中该混合物在这些条件下聚合成特性粘度为0.61。用氮气压力将其从反应器中通过线料模头排出，用室温水在水浴中淬灭，然后切成基片。
母料B
向配有涡轮搅拌器和热油套的380升反应器中加入100重量份的对苯二甲酸二甲酯、70.32份的乙二醇、0.125份的三羟甲基丙烷、0.025份的乙酸钴、0.025份的乙酸锌、和0.03份的乙酸锑。在138kPa压力下搅拌，将母料温度逐渐升高至249℃，同时分馏出33重量份的甲醇。当该母料达到255℃时，经过10分钟时间，将釜压降至101.3kPa。将反应器隔离，加入0.039份的膦酰基乙酸三乙酯并使之混合5分钟。加入14.3份颗粒分散体B并使之混合10分钟。将反应器内容物传送至配有锚式搅拌器和热油套的380升聚合反应容器中，并将溶液温度调节至198℃。以0.6℃每分钟的速度将溶液温度升高至260℃以去除多余乙二醇。在260℃经20分钟时间将容器压力降至0.133kPa以下，同时将溶液温度升高至285℃。在三氟乙酸中该混合物在这些条件下聚合成特性粘度为0.61。用氮气压力将其从反应器中通过线料模头排出，用室温水在水浴中淬灭，然后切成基片。
母料C
向双螺杆挤塑机中馈送97.75份的聚对苯二甲酸乙二醇酯和2.25份的蓝色染料(具体为Ceres XR-RF)。这两种成分在挤塑机中密切混合，并通过线料模头排出从而切成基片。该染色PET具有的特性粘度为0.515，熔点为241.6℃。
聚合物芯层工艺A-A1和A2
向第一挤塑机中馈送从82.1份聚对苯二甲酸乙二醇酯和17.8份母料A到93.3份聚对苯二甲酸乙二醇酯和6.6份母料A变化的掺合物。(聚合物芯层工艺A1采用93.3份聚对苯二甲酸乙二醇酯和6.6份母料A。聚合物芯层工艺A2采用82.1份聚对苯二甲酸乙二醇酯和17.8份母料A。)向第二挤塑机中馈送33份聚对苯二甲酸乙二醇酯(见各实例列表)。当加热至277℃时，使这两个挤塑机的内容物都通过7微米折叠金属过滤器。将这两个物流同时馈送通过锻模，从而得到一个2层聚酯薄板，其第一层含有母料A和聚对苯二甲酸乙二醇酯，其第二层含有聚对苯二甲酸乙二醇酯。第一层约0.23mm厚，第二层约0.077mm厚，该2层薄板的宽度为约32.7cm。经过在水冷涂胶辊上淬灭之后，沿着每个方向对该薄板进行双轴取向约3.5次，并在232℃热定形，从而制得厚约0.025mm的片基。
聚合物芯层工艺B
向第一挤塑机中馈送81份聚对苯二甲酸乙二醇酯和19份母料B的掺合物。向第二挤塑机中馈送81.4份聚对苯二甲酸乙二醇酯(见各实例列表)。当加热至277℃时，使这两个挤塑机的内容物都通过7微米折叠金属过滤器。将这两个物流同时馈送通过锻模，从而得到一个2层聚酯薄板，其第一层含有母料B和聚对苯二甲酸乙二醇酯，其第二层含有聚对苯二甲酸乙二醇酯。第一层约0.138mm厚，第二层约0.169mm厚，该2层薄板的宽度为约32.7cm。经过在水冷涂胶辊上淬灭之后，沿着每个方向对该薄板进行双轴取向约3.5次，并在232℃热定形，从而制得厚约0.025mm的片基。
聚合物芯层工艺C-C1和C2
向第一挤塑机中馈送从64.4份聚对苯二甲酸乙二醇酯、24.5份母料A和11.1份母料C到75.9份聚对苯二甲酸乙二醇酯、17.7份母料A和6.3份母料C变化的掺合物。(聚合物芯层工艺C1采用64.4份聚对苯二甲酸乙二醇酯、24.5份母料A和11.1份母料C。聚合物芯层工艺C2采用75.9份聚对苯二甲酸乙二醇酯、17.7份母料A和6.3份母料C。)向第二挤塑机中馈送81.3份聚对苯二甲酸乙二醇酯(见各实例列表)。当加热至277℃时，使这两个挤塑机的内容物都通过7微米折叠金属过滤器。将这两个物流同时馈送通过锻模，从而得到一个2层聚酯薄板，其第一层含有母料A、母料C和聚对苯二甲酸乙二醇酯，其第二层含有聚对苯二甲酸乙二醇酯。第一层约0.137mm厚，第二层约0.17mm厚，该2层薄板的宽度为约32.7cm。经过在水冷涂胶辊上淬灭之后，沿着每个方向对该薄板进行双轴取向约3.5次，并在232℃热定形，从而制得厚约0.025mm的片基。
金属层工艺A
在一个行星夹具型箱式镀膜机中将铝镀覆在21.59cm×27.94cm的聚合物基板上。在这些基板上不进行任何表面处理，并且它们都在一个抽气过程中加以镀膜。以0.5nm/s的速率并且在8.7×10-6乇的气压下从一个电子束源淀积铝。镀层厚度为3.5nm(所测晶体厚度/工具常数为46％)，并且从镀膜室中取出后在550nm处的透射率为61％。在发生继后的金属空气氧化之后，金属层的透射率增大至大约80％T。
金属层工艺B
在一个行星夹具型箱式镀膜机中将铝镀覆在21.59cm×27.94cm的含有不同颜料和染料填料的聚合物基板上。在这些基板上不进行任何表面处理，并且它们都在一个抽气过程中加以镀膜。以0.5nm/s的速率并且在7.0×10-6乇的气压下从一个电子束源淀积铝。镀层厚度为7.0nm(所测晶体厚度/工具常数为48％)，并且从镀膜室中取出后在550nm处的透射率为41％。在发生继后的金属空气氧化之后，金属层的透射率增大至大约60％T。
金属层工艺C
在一个行星夹具型箱式镀膜机中将铝镀覆在21.59cm×27.94cm的含有不同颜料和染料填料的聚合物基板上。在这些基板上不进行任何表面处理，并且它们都在一个抽气过程中加以镀膜。以1.0nm/s的速率并且在8.8×10-6乇的气压下从一个电子束源淀积铝。镀层厚度为7.0nm(所测晶体厚度/工具常数为37％)，并且从镀膜室中取出后在550nm处的透射率为34.8％。在发生继后的金属空气氧化之后，金属层的透射率增大至大约44％T。
金属层工艺D
在一个行星夹具型箱式镀膜机中将铝镀覆在21.59cm×27.94cm的含有不同颜料和染料填料的聚合物基板上。在这些基板上不进行任何表面处理，并且它们都在一个抽气过程中加以镀膜。以1.2nm/s的速率并且在7.5×10-6乇的气压下从一个电子束源淀积铝。镀层厚度为9.0nm(所测晶体厚度/工具常数为35％)，并且从镀膜室中取出后在550nm处的透射率为23.5％。在发生继后的金属空气氧化之后，金属层的透射率增大至大约24％T。
金属层工艺E
在一个行星夹具型箱式镀膜机中将银镀覆在21.59cm×27.94cm的含有不同颜料和染料填料的聚合物基板上。在这些基板上进行10分钟氧等离子体处理，并且它们都在一个抽气过程中加以镀膜。以0.1nm/s的速率并且在3.7×10-6乇的气压下从一个电子束源淀积铜粘结层。该镀层厚度为2.0nm(所测晶体厚度/工具常数为68％)。以0.7nm/s的速率并且在2.4×10-6乇的气压下从一个电子束源淀积银。该镀层厚度为10nm(所测晶体厚度/工具常数为99％)，并且从镀膜室中取出后在550nm处的透射率为68.8％。
金属层工艺F
在一个行星夹具型箱式镀膜机中将银镀覆在21.59cm×27.94cm的含有不同颜料和染料填料的聚合物基板上。在这些基板上不进行任何表面处理，并且它们都在一个抽气过程中加以镀膜。以1.3nm/s的速率并且在2.2×10-6乇的气压下从一个电子束源淀积银。镀层厚度为20nm(所测晶体厚度/工具常数为90％)，并且从镀膜室中取出后在550nm处的透射率为34％。
测试方法
根据ASTM D1003用BYK Gardner HazegardTM Plus(Cat.No 4725)测量总浊度。总浊度为“在通过样品时通过前向散射偏离入射光平均超过0.044弧度(2.5°)的整体透射光束的百分比”。
用Measruetech系列2000电容厚度计测量基板的厚度。
用分光光度计测量百分比透射率和百分比反射率，并在可见光谱360-760nm区域上进行积分。由所述结构的薄膜一侧测量反射率和透射率水平。
用ASTM E308和E1164中给出的方法计算L*、a*、和b*色标及有关光学特性。
实例1-12
表1A和1B中的实例1-12根据聚合物芯层工艺A1或聚合物芯层工艺A2制作。
表1A
  实例   聚合物芯层工艺   金属层工艺   聚合物芯层的平均透射率(％)   金属层的平均透射率(％)   光学物体的平均透射率(％)   光学物体的平均反射率(％)
  1   A1   A   70.5   80.3   67.8   10.0
  2   A1   B   70.5   69.7   52.3   7.7
  3   A1   C   70.5   44.2   37.8   23.8
  4   A1   D   70.5   28.7   28.6   22.2
  5   A1   E   70.5   70.4   55.3   11.4
  6   A1   F   70.5   40.3   27.5   42.9
  7   A2   A   54.4   80.3   50.3   8.2
  8   A2   B   54.4   69.7   43.3   8.2
  9   A2   C   54.4   44.2   25.7   8.5
  10   A2   D   54.4   28.7   12.0   25.2
  11   A2   E   54.4   70.4   42.0   10.3
  12   A2   F   54.4   40.3   19.8   29.8
表1B
  实例   光学物体的总浊度(％)   聚合物芯层a*   聚合物芯层b*   金属层a*   金属层b*   光学物体a*   光学物体b*
  1   1.02   0.40   3.33   0.23   1.83   0.05   4.45
  2   1.20   0.40   3.33   -0.06   1.42   0.24   4.63
  3   1.28   0.40   3.33   -1.34   -6.12   -0.79   -0.77
  4   1.79   0.40   3.33   -1.16   -10.84   -1.48   -6.20
  5   1.63   0.40   3.33   -0.84   -1.45   -0.80   1.90
  6   1.70   0.40   3.33   -4.65   -11.85   -1.40   -10.84
  7   2.00   0.72   6.39   0.23   1.83   0.91   0.91
  8   2.33   0.72   6.39   -0.06   1.42   0.65   0.65
  9   2.33   0.72   6.39   -1.34   -6.12   -0.54   -0.54
  10   5.29   0.72   6.39   -1.16   -10.84   -1.06   -1.06
  11   2.40   0.72   6.39   -0.84   -1.45   0.07   0.07
  12   3.43   0.72   6.39   -4.65   -11.85   -1.84   -1.84
实例13-18
表2A和2B中的实例13-18根据聚合物芯层工艺B制作。
表2A
  实例   金属层工艺   聚合物芯层的平均透射率(％)   金属层的平均透射率(％)   光学物体的平均透射率(％)   光学物体的平均反射率(％)   光学物体的总浊度(％)
  13   A   72.0   80.3   63.9   9.5   1.16
  14   B   72.0   69.7   57.4   8.7   2.18
  15   C   72.0   44.2   43.7   9.6   1.41
  16   D   72.0   28.7   23.5   7.8   2.55
  17   E   72.0   70.4   58.2   11.4   1.34
  18   F   72.0   40.3   31.5   43.4   2.67
表2B
  实例   聚合物芯层a*   聚合物芯层b*   金属层a*   金属层b*   光学物体a*   光学物体b*
  13   -5.34   -9.11   0.23   1.83   -5.13   -7.20
  14   -5.34   -9.11   -0.06   1.42   -7.44   -7.06
  15   -5.34   -9.11   -1.34   -6.12   -4.50   -10.32
  16   -5.34   -9.11   -1.16   -10.84   -4.41   -16.07
  17   -5.34   -9.11   -0.84   -1.45   -4.67   -4.67
  18   -5.34   -9.11   -4.65   -11.85   -4.65   -4.65
实例19-30
表3A和3B中的实例19-30根据聚合物芯层工艺C1或聚合物芯层工艺C2制作。
表3A
  实例   聚合物芯层工艺   金属层工艺   聚合物芯层的平均透射率(％)   金属层的平均透射率(％)   光学物体的平均透射率(％)   光学物体的平均反射率(％)
  19   C1   A   38.0   80.3   29.9   7.1
  20   C1   B   38.0   69.7   30.2   8.0
  21   C1   C   38.0   44.2   24.0   13.3
  22   C1   D   38.0   28.7   14.1   14.2
  23   C1   E   38.0   70.4   29.3   9.0
  24   C1   F   38.0   40.3   16.1
  25   C2   A   48.4   80.3   42.5   8.0
  26   C2   B   48.4   69.7   37.2   8.1
  27   C2   C   48.4   44.2   29.6   12.9
  28   C2   D   48.4   28.7   12.9   20.1
  29   C2   E   48.4   70.4   38.2   9.7
  30   C2   F   48.4   40.3   19.6   23.3
表3B
  实例   光学物体的总浊度(％)   聚合物芯层a*   聚合物芯层b*   金属层a*   金属层b*   光学物体a*   光学物体b*
  19   2.75   -3.41   0.98   0.23   1.83   -2.89   2.00
  20   2.88   -3.41   0.98   -0.06   1.42   -2.96   2.46
  21   2.95   -3.41   0.98   -1.34   -6.12   -3.33   -0.52
  22   4.13   -3.41   0.98   -1.16   -10.84   -3.87   -6.96
  23   2.88   -3.41   0.98   -0.84   -1.45   -3.83   -0.54
  24   3.94   -3.41   0.98   -4.65   -11.85   -4.42   -9.59
  25   2.08   -1.84   2.16   0.23   1.83   -1.56   3.54
  26   2.35   -1.84   2.16   -0.06   1.42   -1.61   3.75
  27   2.53   -1.84   2.16   -1.34   -6.12   -2.16   -0.75
  28   4.64   -1.84   2.16   -1.16   -10.84   -2.54   -8.13
  29   2.17   -1.84   2.16   -0.84   -1.45   -2.50   0.43
  30   2.88   -1.84   2.16   -4.65   -11.85   -3.50   -9.71
本发明不应理解为局限于上述特定的实例，而应理解为覆盖所附权利要求合理给出的本发明所有方面。在阅读本说明书之后，本发明可应用于其中的各种改变、等同方法以及多种结构对于本发明所针对技术领域的技术人员来说是容易想到的。权利要求意在覆盖这些改变和装置。

Claims (15)

1.一种光学物体，包括：
一层或多层聚合物芯层，包括至少一个其中分散有颜料的热塑性聚合物材料取向层，和
金属层，位于所述聚合物芯层的至少一个外表面上，其中所述光学物体在可见光谱范围内的关注波带中呈现1-95％的光透射率；
其中所述金属层的色标为L* m、a* m、和b* m，
其中所述聚合物芯层的色标为L* p、a* p、 和b* p，根据的是ASTME308和ASTM E1164，并且
其中在可见光谱内L* m、a* m、和b* m值的至少其一不同于对应的L* p、a* p、和b* p值。
2.如权利要求1所述的光学物体，其中该光学物体在可见光谱范围内的关注波带中呈现5-90％的光透射率。
3.如权利要求1所述的光学物体，其中该光学物体呈现小于10％的总浊度。
4.如权利要求1所述的光学物体，其中该光学物体呈现小于5％的内部浊度。
5.如权利要求1所述的光学物体，其中所述金属层包括铝、银、金、铜、镍、钛、铁、不锈钢、铂、锡、铅、铬、或铬镍铁合金，或者其组合。
6.如权利要求1所述的光学物体，其中所述颜料包括选自如下组的材料，该组包括碳黑、氧化铁、氰亚铁酸铵、二氧化钛、氧化锑、氧化锆、硅酸锆、氧化锌、硫化锌、硫酸钡、碳酸钙、硫酸钙、硫化镉、硒化镉、硫酸铅、氧化铬、铬酸盐、钼酸盐、锰酸盐、二氧化硅、硅酸盐、硅铝酸盐、硫代硅酸钠铝、颜料蓝28、钴蓝、铝酸钴、金氏蓝、藤氏蓝、镉红、钼橙、钼酸铅、铬黄、铬酸铅、铬绿、颜料黄53、钛黄、钛酸镍、钛酸镍锑、钛酸镍黄、颜料紫16、锰紫、永固紫、纽伦堡紫、矿物紫、坚牢紫、酞菁、铜酞菁、喹吖酮、蒽醌、苝、帕瑞能、二噁嗪、二酮-吡咯并-吡咯(DPP)、阴丹酮、联苯胺、异二氢吲哚和异二氢吲哚酮、苯并咪唑酮、偶氮颜料、双偶氮颜料、多偶氮颜料、金属化偶氮颜料，以及其掺合物或混合物。
7.如权利要求1所述的光学物体，其中所述颜料的量是聚合物芯层的0.01wt％至1.0wt％之间，并且其中颜料的平均直径在10nm至500nm之间。
8.如权利要求1所述的光学物体，其中所述热塑性聚合物材料包括聚酯。
9.如权利要求1所述的光学物体，其中在可见光谱内所述金属层的透射光谱不同于所述聚合物芯层的透射光谱。
10.如权利要求1所述的光学物体，其中在可见光谱内所述金属层的平均透射率不同于在可见光谱内所述聚合物芯层的平均透射率。
11.如权利要求1所述的光学物体，其中在可见光谱范围内的一个关注波带中所述金属层的透射光谱不同于所述聚合物芯层的透射光谱。
12.如权利要求1所述的光学物体，其中在可见光谱内所述光学物体的透射光谱既不同于所述金属层的透射光谱也不同于所述聚合物芯层的透射光谱。
13.如权利要求1所述的光学物体，其中所述光学物体在可见光谱内的平均透射率既不同于所述金属层在可见光谱内的平均透射率也不同于所述聚合物芯层在可见光谱内的平均透射率。
14.如权利要求1所述的光学物体，其中在可见光谱内的一个关注波带中所述光学物体的透射光谱既不同于所述金属层的透射光谱也不同于所述聚合物芯层的透射光谱。
15.如权利要求1所述的光学物体，
其中根据ASTM E308和ASTM E1164，所述光学物体的色标为L* o、a* o、和b* o，并且
其中在可见光谱内a* o和b* o的值在-5至5之间变化。
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