色彩稳定的有色光学体的制造方法技术

一种色彩稳定的有色光学体，它包含单层或多层芯，该芯包含至少一层热塑性聚合物材料，所述热塑性聚合物材料内部分散有颜料粒子。所述光学体通常具有高透明度和低光雾度，在可见光光谱的重要波段内表现出的透光率约为１０－９０％。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
该案是申请号为00818917.X，申请日为2000年11月20日、专利技术名称为“色彩稳定的有色聚合物膜”的分案。专利技术的领域本专利技术涉及色彩稳定的聚合物膜及由它制成的制品，更具体地说，本专利技术涉及聚酯制成的色彩稳定的有色聚合物膜。专利技术的背景着色的聚合物膜，尤其聚酯制成的着色的聚合物膜有很宽的应用范围。这些膜，例如能够应用到底部透明基材(例如窗户或汽车玻璃窗)为窗户或汽车玻璃窗提供中性色。它们也能用来为显示器件、反射镜或其他光学设备部件的表面增加色彩。为聚合物底膜上色的一种方法是用一种或多种有色染料染底膜。在这种方法中，一般获得中性色，或″浅色″，方式是使底膜材料吸收组合的黄、红和蓝色的染料，或使之与这些组合染料共混。虽然这些染色的膜通常保持高透明度和低光雾度，但是长期暴露于紫外光照射(通常在室外应用时或暴露于荧光灯或其他发射紫外光的光源时必然会发生)能使染料分子明显降解，并导致染上的色变化、染色力下降、漂白和降低光的透射。有时采用的将聚合物膜上色的另一种方法是将有色涂层施加到底部聚合物膜的表面上。通常，这样的涂层以薄层形式施加，并采用较高颜料浓度，以获得所要求的色彩。这些高浓度颜料涂层具有许多加工和性能缺陷。例如要得到要求的色彩强度所必需的高浓度颜料很难均匀地分散于该薄层内，而且这些高表面浓度颜料通常在环境中很快降低。此外，这样的有色涂层一般具有更大的光雾度的降低的透明度。因此，就需求对环境稳定的有色膜，即色彩稳定或不褪色，它易于制造并表现出低光雾度和高透明度。专利技术的概述简要地说，本专利技术的一个方面是提供色彩稳定的有色光学体，该光学体包括单层或多层芯，所述芯包含至少一层内部分散有颜料粒子的热塑性聚合物材料，该光学体在可见光光谱的重要波段内表现出透光率约为10-90％，并表现出小于或约等于5％的内光雾度。在本专利技术的另一方面，提供色彩稳定的有色光学体，该光学体包括单层或多层芯，所述芯包含至少一层内部分散有颜料粒子的热塑性聚合物材料，该光学体在可见光光谱内表现出平均透光率约10-90％，并表现出小于或等于约5％的内光雾度。在本专利技术的再一方面，提供色彩稳定的有色光学体，该光学体包括单层或多层芯，所述芯包含至少一层热塑性聚合物材料，其中分散在所述热塑性聚合物材料内的是0.01-约1.0重量％颜料粒子，该粒子平均粒径约为10nm-500nm，所述光学体在可见光光谱的重要波段内透光率约为10-90％。在本专利技术的再一方面，提供色彩稳定的的有色光学体，该光学体包括单层或多层芯，所述芯包含至少一层内部分散有颜料粒子的热塑性聚合物材料，该光学体的表面粗糙度Ra小于或等于约60，在可见光光谱的重要波段内透光率约为10-90％。本专利技术也提供色彩稳定的有色光学体的制造方法，该方法包括(a)形成平均粒径约10-500nm的颜料粒子的基本均匀的分散体；(b)将该分散体加入到形成缩聚物的工序中的反应物料中，分散体的加入量要足以赋予光学体约10-90％的透明度；(c)使形成缩聚物的反应物料进行反应，形成内部分散有颜料粒子的缩聚物；和(d)形成包含至少一层缩聚物的光学体。在本专利技术的再一方面，提供包括有色窗和汽车玻璃膜的制品，它结合有上述色彩稳定的光学体。附图的简要说明附图说明图1是透射光谱，显示了对于本专利技术用颜料粒子(炭黑)着色的聚酯(PET)光学体和常规染色聚酯膜的透光率％与可见光光谱内的波长之间的关系。图2是根据本专利技术制成的有色光学体的显微照片。优选实施方式的详细说明本专利技术的光学体通常包含底部聚合物芯，该芯内均匀地分散着具有所选择的平均粒径的颜料粒子。光学体通常制成这样，使它在所要求的可见光光谱范围内{即约400nm-700nm)的透光率能够控制在10-90％，同时表现出低光雾度。在一些实施方式中，至少一个附加的透明层置于芯体的至少一个外表面上，而且基本不含颜料粒子物质。该附加层有时称为″皮″层。底部聚合物芯包含至少一个取向或非取向的热塑性有色材料，通常但不必是膜状。从其整体来看，该芯能够包含一层、数层或许多的单层。在一些实施方式中，芯体是多层光学膜。该光学体的芯能够加入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单体单元的聚合物，例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和它们的共聚物和共混物。其他合适的聚酯共聚物的例子提供在例如公布的专利申请WO99/36262和WO99/36248中，两者都结合参考于此。其他合适的聚酯材料包括聚碳酸酯、多芳基化合物和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)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT)和上述任何聚合物彼此之间的共混物和共聚物或与非聚酯聚合物的共混物和共聚物。光学体芯也能包括多层光学膜或由该膜构成。大概地讲，多层光学膜用来形成光学干涉滤光片，该滤光片通过在具有交替的低和高折射率的多层之间所设计的结构性干涉来反射光。这样的膜能够由各向同性层或双折射层构成，或由这两种层构成。双折射光学膜构造成多层″叠层物″，通过控制层内不同折射率的相对值，将该叠层物的偏振角(p-偏振光的反射变为0的角度)控制到所要求的值。该性能可用于构造多层反射镜和偏振器，它们的p-偏振光的反射率随着入射角远离法向而缓慢减小、与入射角无关、或随入射角远离法向而增大。结果，就能得到宽带宽上具有高反射率(因为在反镜器情形下，对于任何入射方向有两种s-和p-偏振光，和在偏振器情形下，有所选择的偏振光)的多层膜。有用的多层结构例如在下述公布的专利申请中有描述，其全部内容结合参考于此WO95/17303、WO96/19347和WO97/01440。其中最有用的膜是多层结构，由交替的PEN和PEN共聚物的薄层制成，例如70-萘二甲酸酯/30-对苯二甲酸酯共聚酯(CO-PEN)或折射率比PEN低的其他聚合物。在单层或多层聚合体内获得所要求性能的能力受用来制备它的加工条件的影响。聚合物光学体例如能够由流延方法形成，其中熔融态的聚合物组合物从模头挤出，并以膜流延到冷却的流延轮上。所要求的流延膜流延厚度部分依赖于所要求的光学体的用途，可以通过控制形成光学体的加工条件得到。一般的流延厚度约为0.3mm-3.0mm，但是根据最终的具体应用，也能够制成更薄或更厚的流延膜。流延的聚合体能够任选进行取向，还是依赖于所要求的性能的具体设定值。一般，取向体在骤冷步骤后沿纵向(有时称为机器方向)和横向(或机器方向的横向)中的一个方向或两个方向进行取向。虽然每个方向上的取向度都能变化很大，(不必相同)，但是一般拉伸尺寸在2.5-5.0倍聚合体流延尺寸的范围内变化。流延聚合体也能在取向之前或期间加热，例如用红外灯或通过强制对流使其温度升高至略高于玻璃化转变温度。当使用例如多层光学膜时，必须达到设定的多层器件的不同折射率(和由此的光性能)之间的关系。在有机聚合物膜的情形下，这些性能能够通过拉伸或取向获得和/或控制。通常，它们这样实施共挤出各个聚合物形成多层膜，然后在所选择温度下拉伸使膜取向，任选接着在所选择温度下热定型，来制备聚合物膜。或者，挤出和取向步骤可以同时进行。在偏振器形式的多层光学体情形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种色彩稳定的有色膜的制造方法，该方法包括：（ａ）形成平均粒径约１０ｎｍ－５００ｎｍ的颜料粒子的基本均匀的分散体；（ｂ）将该分散体加入到形成缩聚物的工序中的反应物料中，所述分散体的含量足以赋予膜约１０－９０％的透明度；　 　（ｃ）使形成缩聚物的反应物料进行反应，形成内部分散有颜料粒子的缩聚物；（ｄ）形成包含至少一层缩聚物的膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DJ麦克古兰，RL布罗特，JA奥尔森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]