专利名称：具有模拟金属或珠光外观的聚酯制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及结合使用聚合物和着色剂来模拟着色聚酯制品的金属或珠光外观。彩色附图专利合作条约不允许使用彩色附图。如果需要查看彩色的
图10-18，请联系代理人，以获得复印件。
背景技术：
在许多エ业中，塑料已经替代了其它材料。在包装エ业中，塑料已经替代玻璃，从而最大程度地减少破损，减轻重量，并且降低制造和运输中消耗的能量。在其它エ业中，塑料已经替代了金属，从而最大程度地减少腐蚀，减轻重量，并且提供整体带色的产品。吸引消费者购买适合个人或全家使用的容器的因素包括品牌和商品外观。有价值的商品外观的要素包括容器的颜色。而且，这种颜色可能需要与半透明度、透明度或该瓶子的其它特殊效果如金属或珠光外观结合在一起。现代的消费产品需要引人注目。消费产品的生产商在竞争零售业中可用的货架空间。产品的外观，包括其形状、颜色、纹理和标签是消费者的第一印象。生产商进行了很多努力来展示理想的外观，以吸引消费者对产品的兴趣。这种外观随着时间的推移和排他性使用成为生产商的ー种知识产权形式，称为商品外观，对商品提供视觉特征并对独特的产品提供其它特征。热塑性树脂用于生产消费产品。从大的塑料的透明软饮料瓶到小的彩妆瓶，由于聚对苯ニ甲酸乙ニ酯(PET和称为聚酯的一类聚合物)的低成本和与着色剂配合的能力，聚对苯ニ甲酸乙ニ酯已经常用作树脂。最重要的是，聚酷(如PET)可以通过常规吹塑技术成形为产品。通过吹塑技术制成的模制产品根据使用的模具确定形状和外部纹理。如美国专利第4，368，295号(Newton等)公开的那样，已有的膜包括透明聚酯中的聚烯烃以使其半透明或不透明。但Newton等未提出在着色的聚合物膜中使用聚酯和聚烯烃。发明概述金属着色剂可以以配制的浓缩物形式提供，以使热塑性部件具有拉丝金属外观。 这些浓缩物(也称为“母料”)掺入热塑性树脂吋，使得塑料制品能复制拉丝金属(如铝、青铜、铜、金或古铜)的外观。也可以配制定制的金属色假型(match)，这取决于使用的着色剂組合。浓缩物以粒状的无尘形式提供，制成特定的树脂体系。金属着色剂浓缩物典型的稀释或“减浓(letdown)”比的范围约为100 1-10 1，优选约25 バ4%)，根据所需的效果而变化。金属效果塑料制品的典型应用包括包装、个人护理、玩具、体育用品和运输。珠光着色剂可以以配制的浓缩物形式提供，使用珠光或虹彩颜料得到从绸缎般至闪光变化的光泽效果。珠光着色剂浓缩物可以配制成一系列色调，与大部分热塑性树脂相容。效果从绸缎般至闪光变化。可以在浅色中观察到最強的珠光效果。与金属着色剂浓缩物类似，珠光着色剂以粒状无尘形式供应，调制以适用于特定的树脂体系。同样，典型的减浓比的范围约为100 1-10 1，优选约25 K4%)，根据所需的效果而变化。珠光效果塑料制品可以与金属效果塑料制品具有相同或不同的应用。用来在聚酯制品的着色中产生金属或珠光效果的市售浓缩物是美国俄亥俄州埃文湖的普立万公司(PolyOne Corporation of Avon Lake, Ohio, USA)的 OnColor FX 着色剂浓缩物。对于金属和珠光着色剂浓缩物来说，提供特殊效果的着色剂通常能被消费者看至IJ，通常是因为用来产生金属或珠光外观的常规着色剂比重较大，由于常规金属或珠光着色材料的片状几何结构容易产生难看的流痕。此外，受到剪切应力时，常规金属或珠光着色材料可能弯曲或破裂，从而改变最终形状热塑性制品的整体表面外观。另外，多种常规金属或珠光着色材料不能产生高度均勻的珍珠般外观-片状产生了粒状外观，这可能是消费者不希望的。本发明在通过拉伸吹塑或其它应力成形方法制备聚酯制品时，通过使用聚甲基戊烯聚合物(PMP)作为色浓缩物的组分或载体用于聚酯制品来解决这一问题，从而在聚酯制品的着色中模拟金属或珠光效果。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，随着非金属非珠光着色剂模拟金属着色剂浓缩物的拉丝金属外观或珠光着色剂浓缩物的光泽外观，或者同时模拟二者，半透明至不透明度增加。更确切地，存在光源的情况下以恒定角度倾斜容器时，使用本发明的浓缩物得到的模制聚酯容器的色度和亮度值发生剧烈变化。出于本发明的目的，“非金属非珠光着色剂”表示不是由金属、云母或玻璃形成或得到的常规染料或颜料。意想不到的是如果使用PMP作为聚酯塑料制品中使用的着色剂的载体，可以用常规的非金属非珠光着色剂代替更昂贵且更难分散的金属着色剂或珠光着色剂。相信目前 PMP与非金属非珠光着色剂组合使用的成本低于使用金属或珠光着色剂。本发明的一个方面是一种塑料制品，其包括(a)聚酯基质和(b)分散在基质各处的聚甲基戊烯，和(c)分散在基质各处的至少一种非金属非珠光着色剂，由于亮度和色度值随着所述制品表面相对于固定光源的角度变化而变化，所述制品的表面具有模拟金属颜料或珠光颜料分散在所述基质各处外观的亮度和色度。本发明的另一个方面是制备上述塑料制品的方法，其包括步骤(a)混合所述基质和浓缩物，成为混合物；和(b)在应力作用下，将所述混合物成形为塑料制品，其中亮度和色度的差异随着混合物中聚甲基戊烯的量和拉伸比而变化，从而减少拉伸吹塑步骤中的壁厚度。通过本发明实施方式的描述可以清楚地了解这些特征。附图简要说明图1是一对比较实施例和一对实施例在不同反射角度时亮度变化与厚度变化的图。图2是一对比较实施例和一对实施例在不同反射角度时色度变化与厚度变化的图。图3是另一对比较实施例和另一对实施例在不同反射角度时亮度变化与厚度变化的图。图4是另一对比较实施例和另一对实施例在不同反射角度时色度变化与厚度变化的图。图5是第三对比较实施例和第三对实施例在不同反射角度时亮度变化与厚度变化的图。图6是第三对比较实施例和第三对实施例在不同反射角度时色度变化与厚度变化的图。图7是六对实施例在不同反射角度时亮度变化与厚度变化的图。图8是六对实施例在不同反射角度时色度变化与厚度变化的图。图9是5个实施例和3个比较实施例的相对不透明度图。图10是实施例3-5预成形件的照片。图11是实施例9-11预成形件的照片。图12是比较实施例B-D预成形件的照片。图13是比较实施例H-J预成形件的照片。图14是比较实施例E和G以及实施例6和8的对比照片。图15是闪光灯与观察者相对时比较实施例E的照片。图16是闪光灯与观察者相对时实施例6的照片。图17是比较实施例E在40倍放大时的微观照片。图18是实施例6在40倍放大时的微观照片。发明实施方式MM任何聚酯都可用于本发明。由一元醇或多元醇和酸或其酯形成的聚酯包括多种不同的适用于本发明类型的聚酷。单体单元可以形成脂族部分或芳族部分的反应，或同时形成二者。较佳地，所述聚酯是透明或半透明的，以突出应カ成形的效果。聚酯的非限制性例子包括对苯ニ甲酸酷、对苯ニ甲酸乙ニ醇酯、丙交酷、(羟基) 链烷酸酷、对苯ニ甲酸残留物、2，2，4，4_四甲基-1，3_环丁ニ醇和1，4_环己烷ニ甲醇的共聚酯等，或它们的組合。此外，可以使用均聚酯或共聚酷，如对苯ニ甲酸和间苯ニ甲酸的均聚物和共聚物。 线性聚酯可以通过ー种或多种ニ羧酸或其低级烷基ニ酯(例如，对苯ニ甲酸ニ甲酷、对苯 ニ甲酸、间苯ニ甲酸、邻苯ニ甲酸、2，5_，2，6_或2，7-萘ニ羧酸、琥珀酸、癸ニ酸、己ニ酸、壬 ニ酸、联苯甲酸和六氢对苯ニ甲酸，或ニ-对-羧基苯氧基乙烷)与一种或多种ニ醇(例如， 乙ニ醇、戊ニ醇和1，4_环乙烷ニ甲醇)缩合进行制备。在这些聚酯候选物中，由于其市售可获得性，优选使用对苯ニ甲酸酷，如聚对苯ニ 甲酸乙ニ酯(PET)或聚对苯ニ甲酸丁ニ酯(PBT)，丙交酯(Iactides)如聚乳酸(PLA)，和羟基链烷酸酷，如聚羟基丁酸酯(PHB)或聚羟基丁酸-共-戊酸酷(PHBV)。虽然PLA和PHBV 作为生物衍生的热塑性聚酯出现，可以在某些整体或部分市场中代替PET，PET由于其普遍性和成本仍是目前优选使用的。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为基的聚烯烃，具有式I结构
权利要求
1.一种塑料制品，其包括(a)聚酯基质和(b)分散在所述基质各处的聚甲基戊烯，和(c)分散在所述基质各处的至少ー种非金属非珠光着色剂，由于亮度和色度值随着所述制品表面相对于固定光源的角度变化而变化，所述制品的表面在所述基质各处具有模拟金属颜料或珠光颜料的外观的亮度和色度。
2.如权利要求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基的聚烯烃，具有式I结构
3.如权利要求2所述的塑料制品，其特征在干，对于壁厚度约为0.1-2. 5毫米的塑料制品，所述聚甲基戊烯的量约为所述塑料制品的0. 2-1. 5重量％。
4.如权利要求2或3所述的塑料制品，其特征在于，聚甲基戊烯相对于所述塑料制品重量的重量百分数与所述塑料制品壁的毫米厚度之比的范围约为0. 04% /mm-20% /mm。
5.如权利要求1-4中任一项所述的塑料制品，其特征在干，所述塑料制品是由型坯或预成形件形成的拉伸吹塑塑料制品，以约1.5 1-200 1的拉伸比进行膨胀。
6.如任ー权利要求5所述的塑料制品，其特征在干，所述拉伸比约为3 1-50 1。
7.如权利要求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预成形件以约1 1-200 1的纵向膨胀比进行膨胀制成。
8.如权利要求1-7中任一项所述的塑料制品，其特征在干，所述至少ー种着色剂是ー 种颜料、ー种染料、多种颜料的組合、多种染料的組合、多种颜料和ー种染料的組合、ー种颜料和多种染料的組合、或多种颜料和多种染料的組合。
9.如上述权利要求中任一项所述的塑料制品，其特征在干，所述聚酯包括对苯ニ甲酸酷、对苯ニ甲酸乙ニ醇酯、丙交酷、(羟基)链烷酸酷、以及对苯ニ甲酸残留物、2，2，4，4_四甲基-1，3_环丁ニ醇和1，4_环己烷ニ甲醇的共聚酯等，或它们的組合。
10.如上述权利要求中任一项所述的塑料制品，其特征在干，所述制品还包含抗氧化齐U、抗静电剂、醛清除剂、氧清除剂、发泡剂、杀生物剂、剥落的纳米粘土、增稠剂、特殊的效果特征等，或它们的組合。
11.如权利要求5所述的塑料制品，其特征在干，在所述塑料制品的可见光测角分光光度法下，得到高度差(ΔΙ；)增大和色度差(AC)増大。
12.如权利要求11所述的塑料制品，其特征在干，在不同角度的可见光测角分光光度法下，且拉伸比约为3 1-12 1的条件下:亮度增大的范围为:
13.如权利要求12所述的塑料制品，其特征在于，在不同角度的可见光测角分光光度法下，色度增大的范围为
14.如上述权利要求中任一项所述的塑料制品，其特征在于，所述塑料制品的相对不透明度的范围约为60%的可见光透光率至约2%的可见光透光率。
15.如上述权利要求中任一项所述的塑料制品，其特征在于，所述聚甲基戊烯和所述至少一种着色剂以浓缩物的形式进入所述聚酯基质，其中所述浓缩物基本上由作为载体的聚甲基戊烯和掺入所述载体的至少一种非金属非珠光着色剂组成，所述着色剂的浓度约为所述浓缩物的0.01-75重量％。
16.一种制备如任一权利要求15所述的塑料制品的方法，其包括以下步骤(a)将所述基质与所述浓缩物混合成为混合物；和(b)在应力下将所述混合物成形为所述塑料制品，其中亮度差和色度差随着所述混合物中聚甲基戊烯的量和拉伸比而变化，从而在拉伸吹塑步骤中减少壁厚度。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述模塑步骤包括在约1.5 1至 200 1的范围内使所述壁厚度减少。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述模塑步骤还包括以约1 1至 200 1在长度方向进行膨胀。
19.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，在步骤(a)和步骤(b)之间，在单阶段方法中进行模塑型坯，接着几乎同时进行步骤(b)。
20.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，在步骤(a)和步骤(b)之间，在两阶段方法中进行模塑预成形件，接着稍后进行步骤(b)。
全文摘要
通过添加聚甲基戊烯和非金属非珠光着色剂和任选的其它功能添加剂将聚酯制品制成呈现有光泽的金属效果或珠光效果的外观。着色剂可以是一种或多种颜料、一种或多种染料或它们的组合。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属和非珠光着色剂的情况下也能模拟金属表面或珠光光泽的外观。
文档编号C08J3/20GK102575076SQ200980161802
公开日2012年7月11日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者D·罗森戴尔, G·弗农 申请人:普立万公司