專利名稱：具有模擬金屬或珠光外觀的聚酯制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及結(jié)合使用聚合物和著色劑來(lái)模擬著色聚酯制品的金屬或珠光外觀。彩色附圖專利合作條約不允許使用彩色附圖。如果需要查看彩色的

圖10-18，請(qǐng)聯(lián)系代理人，以獲得復(fù)印件。
背景技術(shù)：
在許多エ業(yè)中，塑料已經(jīng)替代了其它材料。在包裝エ業(yè)中，塑料已經(jīng)替代玻璃，從而最大程度地減少破損，減輕重量，并且降低制造和運(yùn)輸中消耗的能量。在其它エ業(yè)中，塑料已經(jīng)替代了金屬，從而最大程度地減少腐蝕，減輕重量，并且提供整體帶色的產(chǎn)品。吸引消費(fèi)者購(gòu)買適合個(gè)人或全家使用的容器的因素包括品牌和商品外觀。有價(jià)值的商品外觀的要素包括容器的顏色。而且，這種顏色可能需要與半透明度、透明度或該瓶子的其它特殊效果如金屬或珠光外觀結(jié)合在一起?，F(xiàn)代的消費(fèi)產(chǎn)品需要引人注目。消費(fèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)商在競(jìng)爭(zhēng)零售業(yè)中可用的貨架空間。產(chǎn)品的外觀，包括其形狀、顏色、紋理和標(biāo)簽是消費(fèi)者的第一印象。生產(chǎn)商進(jìn)行了很多努力來(lái)展示理想的外觀，以吸引消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的興趣。這種外觀隨著時(shí)間的推移和排他性使用成為生產(chǎn)商的ー種知識(shí)產(chǎn)權(quán)形式，稱為商品外觀，對(duì)商品提供視覺(jué)特征并對(duì)獨(dú)特的產(chǎn)品提供其它特征。熱塑性樹(shù)脂用于生產(chǎn)消費(fèi)產(chǎn)品。從大的塑料的透明軟飲料瓶到小的彩妝瓶，由于聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ酯(PET和稱為聚酯的一類聚合物)的低成本和與著色劑配合的能力，聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ酯已經(jīng)常用作樹(shù)脂。最重要的是，聚酷(如PET)可以通過(guò)常規(guī)吹塑技術(shù)成形為產(chǎn)品。通過(guò)吹塑技術(shù)制成的模制產(chǎn)品根據(jù)使用的模具確定形狀和外部紋理。如美國(guó)專利第4，368，295號(hào)(Newton等)公開(kāi)的那樣，已有的膜包括透明聚酯中的聚烯烴以使其半透明或不透明。但Newton等未提出在著色的聚合物膜中使用聚酯和聚烯烴。發(fā)明概述金屬著色劑可以以配制的濃縮物形式提供，以使熱塑性部件具有拉絲金屬外觀。 這些濃縮物(也稱為“母料”)摻入熱塑性樹(shù)脂吋，使得塑料制品能復(fù)制拉絲金屬(如鋁、青銅、銅、金或古銅)的外觀。也可以配制定制的金屬色假型(match)，這取決于使用的著色劑組合。濃縮物以粒狀的無(wú)塵形式提供，制成特定的樹(shù)脂體系。金屬著色劑濃縮物典型的稀釋或“減濃(letdown)”比的范圍約為100 1-10 1，優(yōu)選約25 バ4%)，根據(jù)所需的效果而變化。金屬效果塑料制品的典型應(yīng)用包括包裝、個(gè)人護(hù)理、玩具、體育用品和運(yùn)輸。珠光著色劑可以以配制的濃縮物形式提供，使用珠光或虹彩顏料得到從綢緞般至閃光變化的光澤效果。珠光著色劑濃縮物可以配制成一系列色調(diào)，與大部分熱塑性樹(shù)脂相容。效果從綢緞般至閃光變化?？梢栽跍\色中觀察到最強(qiáng)的珠光效果。與金屬著色劑濃縮物類似，珠光著色劑以粒狀無(wú)塵形式供應(yīng)，調(diào)制以適用于特定的樹(shù)脂體系。同樣，典型的減濃比的范圍約為100 1-10 1，優(yōu)選約25 K4%)，根據(jù)所需的效果而變化。珠光效果塑料制品可以與金屬效果塑料制品具有相同或不同的應(yīng)用。用來(lái)在聚酯制品的著色中產(chǎn)生金屬或珠光效果的市售濃縮物是美國(guó)俄亥俄州埃文湖的普立萬(wàn)公司(PolyOne Corporation of Avon Lake, Ohio, USA)的 OnColor FX 著色劑濃縮物。對(duì)于金屬和珠光著色劑濃縮物來(lái)說(shuō)，提供特殊效果的著色劑通常能被消費(fèi)者看至IJ，通常是因?yàn)橛脕?lái)產(chǎn)生金屬或珠光外觀的常規(guī)著色劑比重較大，由于常規(guī)金屬或珠光著色材料的片狀幾何結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生難看的流痕。此外，受到剪切應(yīng)力時(shí)，常規(guī)金屬或珠光著色材料可能彎曲或破裂，從而改變最終形狀熱塑性制品的整體表面外觀。另外，多種常規(guī)金屬或珠光著色材料不能產(chǎn)生高度均勻的珍珠般外觀-片狀產(chǎn)生了粒狀外觀，這可能是消費(fèi)者不希望的。本發(fā)明在通過(guò)拉伸吹塑或其它應(yīng)力成形方法制備聚酯制品時(shí)，通過(guò)使用聚甲基戊烯聚合物(PMP)作為色濃縮物的組分或載體用于聚酯制品來(lái)解決這一問(wèn)題，從而在聚酯制品的著色中模擬金屬或珠光效果。如前所述，PMP在聚酯中的相互作用使得半透明至不透明度增加。但完全意想不到的是，隨著非金屬非珠光著色劑模擬金屬著色劑濃縮物的拉絲金屬外觀或珠光著色劑濃縮物的光澤外觀，或者同時(shí)模擬二者，半透明至不透明度增加。更確切地，存在光源的情況下以恒定角度傾斜容器時(shí)，使用本發(fā)明的濃縮物得到的模制聚酯容器的色度和亮度值發(fā)生劇烈變化。出于本發(fā)明的目的，“非金屬非珠光著色劑”表示不是由金屬、云母或玻璃形成或得到的常規(guī)染料或顏料。意想不到的是如果使用PMP作為聚酯塑料制品中使用的著色劑的載體，可以用常規(guī)的非金屬非珠光著色劑代替更昂貴且更難分散的金屬著色劑或珠光著色劑。相信目前 PMP與非金屬非珠光著色劑組合使用的成本低于使用金屬或珠光著色劑。本發(fā)明的一個(gè)方面是一種塑料制品，其包括(a)聚酯基質(zhì)和(b)分散在基質(zhì)各處的聚甲基戊烯，和(c)分散在基質(zhì)各處的至少一種非金屬非珠光著色劑，由于亮度和色度值隨著所述制品表面相對(duì)于固定光源的角度變化而變化，所述制品的表面具有模擬金屬顏料或珠光顏料分散在所述基質(zhì)各處外觀的亮度和色度。本發(fā)明的另一個(gè)方面是制備上述塑料制品的方法，其包括步驟(a)混合所述基質(zhì)和濃縮物，成為混合物；和(b)在應(yīng)力作用下，將所述混合物成形為塑料制品，其中亮度和色度的差異隨著混合物中聚甲基戊烯的量和拉伸比而變化，從而減少拉伸吹塑步驟中的壁厚度。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施方式的描述可以清楚地了解這些特征。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是一對(duì)比較實(shí)施例和一對(duì)實(shí)施例在不同反射角度時(shí)亮度變化與厚度變化的圖。圖2是一對(duì)比較實(shí)施例和一對(duì)實(shí)施例在不同反射角度時(shí)色度變化與厚度變化的圖。圖3是另一對(duì)比較實(shí)施例和另一對(duì)實(shí)施例在不同反射角度時(shí)亮度變化與厚度變化的圖。圖4是另一對(duì)比較實(shí)施例和另一對(duì)實(shí)施例在不同反射角度時(shí)色度變化與厚度變化的圖。圖5是第三對(duì)比較實(shí)施例和第三對(duì)實(shí)施例在不同反射角度時(shí)亮度變化與厚度變化的圖。圖6是第三對(duì)比較實(shí)施例和第三對(duì)實(shí)施例在不同反射角度時(shí)色度變化與厚度變化的圖。圖7是六對(duì)實(shí)施例在不同反射角度時(shí)亮度變化與厚度變化的圖。圖8是六對(duì)實(shí)施例在不同反射角度時(shí)色度變化與厚度變化的圖。圖9是5個(gè)實(shí)施例和3個(gè)比較實(shí)施例的相對(duì)不透明度圖。圖10是實(shí)施例3-5預(yù)成形件的照片。圖11是實(shí)施例9-11預(yù)成形件的照片。圖12是比較實(shí)施例B-D預(yù)成形件的照片。圖13是比較實(shí)施例H-J預(yù)成形件的照片。圖14是比較實(shí)施例E和G以及實(shí)施例6和8的對(duì)比照片。圖15是閃光燈與觀察者相對(duì)時(shí)比較實(shí)施例E的照片。圖16是閃光燈與觀察者相對(duì)時(shí)實(shí)施例6的照片。圖17是比較實(shí)施例E在40倍放大時(shí)的微觀照片。圖18是實(shí)施例6在40倍放大時(shí)的微觀照片。發(fā)明實(shí)施方式MM任何聚酯都可用于本發(fā)明。由一元醇或多元醇和酸或其酯形成的聚酯包括多種不同的適用于本發(fā)明類型的聚酷。單體單元可以形成脂族部分或芳族部分的反應(yīng)，或同時(shí)形成二者。較佳地，所述聚酯是透明或半透明的，以突出應(yīng)カ成形的效果。聚酯的非限制性例子包括對(duì)苯ニ甲酸酷、對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯、丙交酷、(羥基) 鏈烷酸酷、對(duì)苯ニ甲酸殘留物、2，2，4，4_四甲基-1，3_環(huán)丁ニ醇和1，4_環(huán)己烷ニ甲醇的共聚酯等，或它們的組合。此外，可以使用均聚酯或共聚酷，如對(duì)苯ニ甲酸和間苯ニ甲酸的均聚物和共聚物。 線性聚酯可以通過(guò)ー種或多種ニ羧酸或其低級(jí)烷基ニ酯(例如，對(duì)苯ニ甲酸ニ甲酷、對(duì)苯 ニ甲酸、間苯ニ甲酸、鄰苯ニ甲酸、2，5_，2，6_或2，7-萘ニ羧酸、琥珀酸、癸ニ酸、己ニ酸、壬 ニ酸、聯(lián)苯甲酸和六氫對(duì)苯ニ甲酸，或ニ-對(duì)-羧基苯氧基乙烷)與一種或多種ニ醇(例如， 乙ニ醇、戊ニ醇和1，4_環(huán)乙烷ニ甲醇)縮合進(jìn)行制備。在這些聚酯候選物中，由于其市售可獲得性，優(yōu)選使用對(duì)苯ニ甲酸酷，如聚對(duì)苯ニ 甲酸乙ニ酯(PET)或聚對(duì)苯ニ甲酸丁ニ酯(PBT)，丙交酯(Iactides)如聚乳酸(PLA)，和羥基鏈烷酸酷，如聚羥基丁酸酯(PHB)或聚羥基丁酸-共-戊酸酷(PHBV)。雖然PLA和PHBV 作為生物衍生的熱塑性聚酯出現(xiàn)，可以在某些整體或部分市場(chǎng)中代替PET，PET由于其普遍性和成本仍是目前優(yōu)選使用的。聚甲基戊烯至少部分塑料聚酯制品需要包含PMP。通常，PMP是以4_甲基戊烯_1為基的聚烯烴，具有式I結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種塑料制品，其包括(a)聚酯基質(zhì)和(b)分散在所述基質(zhì)各處的聚甲基戊烯，和(c)分散在所述基質(zhì)各處的至少ー種非金屬非珠光著色劑，由于亮度和色度值隨著所述制品表面相對(duì)于固定光源的角度變化而變化，所述制品的表面在所述基質(zhì)各處具有模擬金屬顏料或珠光顏料的外觀的亮度和色度。
2.如權(quán)利要求1所述的制品，其特征在干，所述制品具有壁厚度；所述聚甲基戊烯是4-甲基戊烯-1基的聚烯烴，具有式I結(jié)構(gòu)
3.如權(quán)利要求2所述的塑料制品，其特征在干，對(duì)于壁厚度約為0.1-2. 5毫米的塑料制品，所述聚甲基戊烯的量約為所述塑料制品的0. 2-1. 5重量％。
4.如權(quán)利要求2或3所述的塑料制品，其特征在于，聚甲基戊烯相對(duì)于所述塑料制品重量的重量百分?jǐn)?shù)與所述塑料制品壁的毫米厚度之比的范圍約為0. 04% /mm-20% /mm。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的塑料制品，其特征在干，所述塑料制品是由型坯或預(yù)成形件形成的拉伸吹塑塑料制品，以約1.5 1-200 1的拉伸比進(jìn)行膨脹。
6.如任ー權(quán)利要求5所述的塑料制品，其特征在干，所述拉伸比約為3 1-50 1。
7.如權(quán)利要求6所述的塑料制品，其特征在干，所述塑料制品由所述型坯或預(yù)成形件以約1 1-200 1的縱向膨脹比進(jìn)行膨脹制成。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的塑料制品，其特征在干，所述至少ー種著色劑是ー 種顏料、ー種染料、多種顏料的組合、多種染料的組合、多種顏料和ー種染料的組合、ー種顏料和多種染料的組合、或多種顏料和多種染料的組合。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的塑料制品，其特征在干，所述聚酯包括對(duì)苯ニ甲酸酷、對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯、丙交酷、(羥基)鏈烷酸酷、以及對(duì)苯ニ甲酸殘留物、2，2，4，4_四甲基-1，3_環(huán)丁ニ醇和1，4_環(huán)己烷ニ甲醇的共聚酯等，或它們的組合。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的塑料制品，其特征在干，所述制品還包含抗氧化齊U、抗靜電劑、醛清除劑、氧清除劑、發(fā)泡劑、殺生物劑、剝落的納米粘土、增稠劑、特殊的效果特征等，或它們的組合。
11.如權(quán)利要求5所述的塑料制品，其特征在干，在所述塑料制品的可見(jiàn)光測(cè)角分光光度法下，得到高度差(ΔΙ；)增大和色度差(AC)増大。
12.如權(quán)利要求11所述的塑料制品，其特征在干，在不同角度的可見(jiàn)光測(cè)角分光光度法下，且拉伸比約為3 1-12 1的條件下:亮度增大的范圍為:
13.如權(quán)利要求12所述的塑料制品，其特征在于，在不同角度的可見(jiàn)光測(cè)角分光光度法下，色度增大的范圍為
14.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的塑料制品，其特征在于，所述塑料制品的相對(duì)不透明度的范圍約為60%的可見(jiàn)光透光率至約2%的可見(jiàn)光透光率。
15.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的塑料制品，其特征在于，所述聚甲基戊烯和所述至少一種著色劑以濃縮物的形式進(jìn)入所述聚酯基質(zhì)，其中所述濃縮物基本上由作為載體的聚甲基戊烯和摻入所述載體的至少一種非金屬非珠光著色劑組成，所述著色劑的濃度約為所述濃縮物的0.01-75重量％。
16.一種制備如任一權(quán)利要求15所述的塑料制品的方法，其包括以下步驟(a)將所述基質(zhì)與所述濃縮物混合成為混合物；和(b)在應(yīng)力下將所述混合物成形為所述塑料制品，其中亮度差和色度差隨著所述混合物中聚甲基戊烯的量和拉伸比而變化，從而在拉伸吹塑步驟中減少壁厚度。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述模塑步驟包括在約1.5 1至 200 1的范圍內(nèi)使所述壁厚度減少。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述模塑步驟還包括以約1 1至 200 1在長(zhǎng)度方向進(jìn)行膨脹。
19.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，在步驟(a)和步驟(b)之間，在單階段方法中進(jìn)行模塑型坯，接著幾乎同時(shí)進(jìn)行步驟(b)。
20.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，在步驟(a)和步驟(b)之間，在兩階段方法中進(jìn)行模塑預(yù)成形件，接著稍后進(jìn)行步驟(b)。
全文摘要
通過(guò)添加聚甲基戊烯和非金屬非珠光著色劑和任選的其它功能添加劑將聚酯制品制成呈現(xiàn)有光澤的金屬效果或珠光效果的外觀。著色劑可以是一種或多種顏料、一種或多種染料或它們的組合。在聚酯中使用聚甲基戊烯得到的拉伸吹塑塑料制品，例如瓶子即使在使用非金屬和非珠光著色劑的情況下也能模擬金屬表面或珠光光澤的外觀。
文檔編號(hào)C08J3/20GK102575076SQ200980161802
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者D·羅森戴爾, G·弗農(nóng) 申請(qǐng)人:普立萬(wàn)公司