專利名稱：具有視覺效果的模塑塑料制品的制作方法
背景技術(shù)：
本申請涉及塑料制品例如瓶子，其在由所述制品表面中切除部分或者突起部分限定的位置提供美學(xué)彩色發(fā)光形式的視覺效果。
塑料，包括聚碳酸酯，通常被用于制造瓶子，尤其是可回收的水瓶，以及其它的制品。這些制品可以是基本上無色的，或者它們可以被制成具有裝飾性的顏色。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了塑料制品，具體地聚碳酸酯制品，由于在用于制造所述制品的聚碳酸酯中引入了光致發(fā)光材料，在由所述制品的表面中切除部分和/或突起部分限定的位置上，其提供了彩色發(fā)光形式的有吸引力的美學(xué)外觀。所述切除部分或者突起部分限定了圖形圖像，例如一個(gè)或多個(gè)字母或者數(shù)字(即字首或者名稱)、抽象設(shè)計(jì)、繪畫或者商標(biāo)或者標(biāo)志。進(jìn)入所述塑性體的環(huán)境光導(dǎo)致從所述光致發(fā)光材料發(fā)光，由于塑性體內(nèi)的內(nèi)反射，該發(fā)光被導(dǎo)向塑性體表面中切除部分的邊緣。


圖1A-C顯示了可用于在本發(fā)明的制品上產(chǎn)生圖形圖像的切除部分的形狀；圖2顯示了可用于在本發(fā)明的制品上產(chǎn)生圖形圖像的切除部分和突起部分的組合；圖3A和B顯示了具有環(huán)形形狀的本發(fā)明的制品；圖4顯示了具有平表面的本發(fā)明的制品；和圖5顯示了具有不規(guī)則表面的本發(fā)明的制品。
詳細(xì)說明本申請涉及塑料制品，其由透明塑料和光致發(fā)光材料的混合物形成。這些制品在該制品的表面中形成的切除部分或者突起部分處提供了彩色發(fā)光形式的美學(xué)視覺效果。
通常，本發(fā)明的制品可以是由模塑塑料形成的任何有效用的制品，而且其中希望提供發(fā)光的圖像。例外的是與特定的光源組合使用的透鏡和燈玻璃(bezel)，例如汽車照明燈中的那些。因?yàn)橥哥R和燈玻璃預(yù)定與特定的光源(例如高強(qiáng)度放電汽車照明燈)一起使用，而不是與環(huán)境光一起使用，因此它們是獨(dú)立的申請(美國臨時(shí)申請序列號(hào)60/370,790，2002年4月5日提出，和美國實(shí)用新型申請序列號(hào)10/063791，與此同時(shí)提出，兩者均在此引為參考)的主題。
如在本說明書和本申請權(quán)利要求中使用的，術(shù)語“圖形圖像”指希望在制品上具有的任何圖像，例如一個(gè)或多個(gè)字母或者數(shù)字(即字首或者名稱)、抽象設(shè)計(jì)、繪畫或者商標(biāo)或者標(biāo)志。通過切除部分和/或突起部分形成的發(fā)光的圖形圖像可以與加入制品中的非發(fā)光的圖像互補(bǔ)。因此，例如，照片蓋板上的發(fā)光圖像可以與蓋板下面的照片結(jié)合給出光暈或者線條(mustache)。
本發(fā)明的制品可以由任何透明或者半透明的熱塑性材料形成，其具有與空氣足夠不同的折射指數(shù)，以便產(chǎn)生一定程度的內(nèi)反射，使得在塑料材料內(nèi)足以產(chǎn)生發(fā)光視覺效果的量的光被引導(dǎo)到表面的切除部分或者突起部分。通常，至少10％、優(yōu)選至少30％的由光致發(fā)光發(fā)射的光被引導(dǎo)通過制品的內(nèi)部，到達(dá)切除部分或者突起部分。為了獲得這種水平的內(nèi)反射，希望所使用的熱塑性塑料在室溫下具有的折射指數(shù)為至少1.4。還希望該熱塑性塑料具有良好的透光率和低的霧度。在此良好的透光率被定義為至少為60％，良好的霧度為小于10％的霧度值，如根據(jù)ASTM D 1003在3毫米厚度下測定的。因此無定形熱塑性材料是優(yōu)選的，但是也可以使用具有小于30％的結(jié)晶度的某些半結(jié)晶材料。具有這種特征的熱塑性塑料包括，但不限于，聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、透明聚烯烴、聚醚酰亞胺(PEI)、聚苯醚(PPE)、無定形芳族聚酰胺如PA6-3T和聚砜。優(yōu)選的塑料是聚碳酸酯，其兼?zhèn)浯蠹s1.58的高折射率、大約87％的透光率和在3毫米厚度下大約1％的霧度。聚碳酸酯可以容易地吹制模塑形成瓶子或者類似的容器，具有很大的耐沖擊性，其因此是可回收的。它還是FDA批準(zhǔn)的，這對于用于食品包裝或者飲食服務(wù)的所有容器都是絕對要求的。由于具有提高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，它可以在高溫下進(jìn)行充分地滅菌，而不不可逆地?fù)p失其機(jī)械性能，這與其他的熱塑性塑料如PVC或者PET不同。
當(dāng)用切除部分來形成圖形圖像時(shí)，該切除部分應(yīng)該具有足夠的深度，以產(chǎn)生供發(fā)射光射出的大的表面，但是不應(yīng)該太深而損害制品的結(jié)構(gòu)完整性。因此，容許的深度將取決于制品的厚度，使用該制品的目的，和塑料的性質(zhì)。然而，對于許多目的和材料，大約0.5到3毫米深的切除部分是合適的。切除部分可以被制成各種形狀。例如，如圖1A所示，切除部分可以具有矩形底部。在該實(shí)施方案中，可能希望在切除部分的底部提供由虛線11表示的結(jié)構(gòu)，以容許從該表面發(fā)光，并且提高視覺效果。對于切除部分，非結(jié)構(gòu)化側(cè)面是優(yōu)選的，以便在切除部分的該部分中產(chǎn)生單色光發(fā)射。圖1B顯示了具有V形底部的切除部分。圖1C顯示了具有梯形形狀的切除部分。同樣，根據(jù)需要，切除部分的底部可以是結(jié)構(gòu)化的，以提高視覺效果的強(qiáng)度。切除部分的底部還可以具有倒角，以便利于機(jī)具(即模具)制造，使得在吹塑操作期間機(jī)具容易被熔融熱塑性材料填充，和降低制品中的局部應(yīng)力。
當(dāng)突起部分被用來形成圖形圖像時(shí)，突起部分可以是矩形、V形、梯形的，并且根據(jù)需要，可以具有倒圓的棱邊。與切除部分相似，突起部分的任何上表面可以被結(jié)構(gòu)化，以提高從該表面發(fā)射的光的強(qiáng)度，并且因此提高視覺效果。突起部分應(yīng)該具有高于制品主表面的足夠的高度，以允許光線以可觀的量通過突起部分的側(cè)面射出。通常，按照制品的尺寸和用途，希望具有至少0.5毫米、例如1到5毫米的突起部分。
本發(fā)明的制品可以具有突起部分和切除部分的組合。因此，如圖2所示，梯形突起部分21，其高出制品主表面23，鄰近于梯形的切除部分22定位，該切除部分22低于制品主表面23。突起部分21和切除部分22被顯示為連續(xù)的外形，但是也可以存在制品主表面的錯(cuò)位部分。借助于具有不同形狀和表面區(qū)域的切除部分和突起部分的結(jié)合，可以獲得結(jié)合不同強(qiáng)度的區(qū)域的視覺效果。
本發(fā)明的制品通過通常用于塑料制品成型的模塑方法被適當(dāng)?shù)爻尚?。例如，制品可以通過吹塑、注塑、熱成型或者片材/薄膜擠出來成型。在有些情況下，切除部分可以在制品的模塑之后使用燙印方法或者激光束來獲得。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，制品包括環(huán)形體，例如圓柱體(圓形、橢圓形或者其它包圍的形狀)，其具有連續(xù)底部和連續(xù)頂部。在示于圖3A中的類型的水瓶情況下，底部31是基本上平的，而頂部具有用于安裝蓋子的頸部32和向外延伸而連接環(huán)形體34的側(cè)面的肩部33。許多較大的水瓶，例如用于水冷卻器的5加侖水瓶，沒有螺紋頸部，因?yàn)榉駝t它們將具有與某些水冷卻器不相容的問題。蓋子通常被鎖住，并且存在可拆卸的密封，這保護(hù)了瓶子中的水免受污染。其它類型的瓶子，例如長途徒步旅行或者騎自行車用的水瓶，或者飲料瓶，可以具有帶螺紋的頸部。還可以使用其它形狀的底部和頂部，以及非圓形的和角形的筒體。按照本發(fā)明，切除部分或者突起部分在環(huán)形體、底部、頂部或者其某些組合的表面中形成，以形成圖形圖像35。根據(jù)需要，一體的手柄36可以在模塑過程中形成。
在本發(fā)明另一實(shí)施方案中，如圖3B所示，制品包括環(huán)形體元件34，其具有底部31，但是沒有頂部。取決于尺寸，這類制品可以用作貯存容器、洗衣蓋盒或者花瓶。
在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案中，制品包括平的或者平化的圓盤或者矩形體。具有這種構(gòu)型的制品包括，但是不局限于，鑰匙鏈；箱子例如珠寶箱或者飯盒的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面；用于覆蓋照片的嵌板；平板，其可用于枝形吊燈或者風(fēng)鈴，辦公室和桌面附件，包括夾紙墊板、CD盒、尺和托盤；和窗飾。例如，圖4顯示了由模塑塑料形成的照片支架，其具有切入平表面44中的邊飾45。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，模塑塑料組件具有不規(guī)則的三維形狀，在其表面中形成有切除部分，從而產(chǎn)生發(fā)光圖案，該發(fā)光圖案與該三維形狀配合。這類制品包括，但是不局限于，珠寶、珠子、鈕扣、玩具(例如玩具風(fēng)車或者模塑字母)、畫框、眼鏡(透鏡或者鏡框)、筆管、電話或者電話機(jī)蓋。圖5顯示了本發(fā)明的珠子。在珠子51的表面中形成了切除部分55，它們限定出線條，進(jìn)而產(chǎn)生視覺效果。
本發(fā)明的制品包括模塑體，其具有主外表面和通過引入切除部分或者突起部分而形成的邊緣表面，所述切除部分或者突起部分限定了圖形圖像。該制品由高折光指數(shù)塑料，例如聚碳酸酯，和光致發(fā)光材料形成。光，其包括具有光致發(fā)光染料的激發(fā)光譜范圍內(nèi)的波長的光，被部分地吸收和部分地透射。吸收的光至少部分地(取決于發(fā)光的量子產(chǎn)率)，作為具有較長波長的光(由于斯托克斯頻移)，被發(fā)射，并且在相當(dāng)大的程度上被導(dǎo)向制品的邊緣表面(由切除部分形成的那些，和制品形狀所固有的那些)，從而在邊緣處產(chǎn)生彩色的視覺效果。在本說明書和本申請權(quán)利要求中使用的術(shù)語“相當(dāng)大的程度”指能有效地產(chǎn)生可觀察到的視覺效果的量。
在本說明書和本申請權(quán)利要求中使用的術(shù)語“光致發(fā)光材料”指響應(yīng)于由環(huán)境光(日光、室內(nèi)燈和其它人工光源)提供的激發(fā)能而顯示光致發(fā)光的任何物質(zhì)，包括，但不限于，在配混操作期間在塑性聚合物基質(zhì)中增溶化的有機(jī)化合物，有機(jī)納米粒子染料(亦稱“納米著色劑”)和無機(jī)光致發(fā)光材料，包括納米粒子。當(dāng)物質(zhì)吸收某一波長的輻射并且再發(fā)射光子(通常具有不同的和較長的波長)時(shí)，就發(fā)生了光致發(fā)光。當(dāng)光致發(fā)光分子吸收光時(shí)，電子被激發(fā)到較高的“激發(fā)”能態(tài)。然后，通過碰撞和內(nèi)能轉(zhuǎn)化，分子失去其過量能量的一部分，并且降低至激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)。從該能級(jí)，分子可以返回到任何基態(tài)振動(dòng)能級(jí)，以光致發(fā)光形式發(fā)射其能量。光致發(fā)光是通用術(shù)語，其包括熒光和磷光兩者。在本發(fā)明中，光致發(fā)光材料優(yōu)選是有機(jī)熒光染料，因?yàn)榕c其它類型的光致發(fā)光過程不同，熒光具有較高的量子產(chǎn)率。優(yōu)選，選擇的有機(jī)熒光染料的熒光量子產(chǎn)率為至少0.7、更優(yōu)選至少0.8和最優(yōu)選至少0.9。通常，熒光的發(fā)射是極其短暫的現(xiàn)象，通常持續(xù)10-4到10-9秒。
可以用于本發(fā)明制品的熒光染料的特定的非限制性例子是苝衍生物、蒽衍生物、靛類染料和硫靛染料衍生物、咪唑衍生物、萘二甲酰亞胺衍生物、呫噸、噻噸、香豆素、若丹明或者(2，5-雙[5-叔丁基-2-苯并噁唑基]噻吩)和所有它們的衍生物。非熒光染料可以選自、但是不局限于以下物質(zhì)偶氮染料、甲川染料、吡唑啉酮、quinophtalones、perinones、蒽醌、酞花青和所有它們的衍生物。通常，很低填充量的染料，例如小于1.0％，被用來產(chǎn)生本發(fā)明中描述的效果。在某些情況下，可能希望最終物品具有本發(fā)明的效果，但是幾乎不具有可見的顏色(例如“清澈的”水瓶)。在這些情況下，熒光染料填充量可能是極低的，有時(shí)低至0.0001％。除了藍(lán)色/紫色顏色和可能某些綠色，保持“清澈的”外觀的熒光染料填充量通常低于0.0005％重量，例如0.0001％到0.0003％重量，這足以在制品的邊緣處產(chǎn)生很顯明的視覺效果。在藍(lán)色/紫色顏色中，熒光染料填充量是顯著較高的，因?yàn)槠湮盏拇蟛糠质俏挥赨V范圍。通常，在這種情況下熒光染料填充量在0.005％到0.5％重量之間，優(yōu)選的是0.01％到0.2％和最優(yōu)選的是0.03％到0.1％。
可以通過各種方法獲得納米著色劑，納米著色劑通常兼?zhèn)淙玖虾皖伭蟽烧叩膬?yōu)點(diǎn)。與相應(yīng)的染料分子相比，它們的耐光性通常被大大提高。因?yàn)樗鼈兊牧６韧ǔＰ∮?00納米，優(yōu)選小于50納米，和更優(yōu)選小于10納米，因此它們不散射光，這與用于著色塑料的大多數(shù)顏料不同。納米著色劑可以通過各種方法獲得。例如，染料分子可以通過吸附在納米粘土顆粒上而被轉(zhuǎn)化為納米著色劑(在納米粘土和染料之間生成化學(xué)鍵或不生成化學(xué)鍵)，或者借助于在聚合物基質(zhì)(通常丙烯酸類聚合物)中的納米包封而被轉(zhuǎn)化為納米著色劑。注意，該包封方法通常涉及乳液聚合，以便形成其中分散了染料的球形的聚合物納米粒子。納米著色劑可以是熒光性的，如果用于制備納米著色劑的染料分子(或者無機(jī)化合物)是熒光性的?？梢杂糜谛纬捎糜诒景l(fā)明制品的納米著色劑的熒光染料的特定的非限制性例子是苝衍生物、蒽衍生物、靛類染料和硫靛染料衍生物、咪唑衍生物、萘二甲酰亞胺衍生物、呫噸、噻噸、香豆素、若丹明或者(2，5-雙[5-叔丁基-2-苯并噁唑基]-噻吩)和所有它們的衍生物。
無機(jī)納米粒子也可以被用作納米著色劑，盡管它們的消光系數(shù)通常是相當(dāng)?shù)偷摹晒庑詿o機(jī)納米粒子的例子包括，但是不局限于，鑭系元素配合物和螯合物(例如銪的螯合物)。注意，這些無機(jī)納米著色劑中的某些，與有機(jī)熒光性著色劑相比，可能具有較大的斯托克斯頻移，即在與激發(fā)波長相比長得多的波長下發(fā)光。
當(dāng)制品由聚碳酸酯形成時(shí)，聚碳酸酯組分適合地包括這樣的組成，其具有以下通式(I)的結(jié)構(gòu)單元并且聚合度為至少4 其中，R1基團(tuán)的總數(shù)的至少大約60百分?jǐn)?shù)是芳族有機(jī)基團(tuán)，并且余下的是脂族、脂環(huán)族或者芳族基團(tuán)。優(yōu)選，R1是芳族有機(jī)基團(tuán)，并且更優(yōu)選以下通式(II)的基團(tuán)-A1-Y1-A2- (II)其中，A1和A2的每一個(gè)是單環(huán)二價(jià)芳基，Y1是具有零、一個(gè)或者兩個(gè)原子的橋接基團(tuán)，其將A1與A2分離。在示例性的實(shí)施方案中，一個(gè)原子分離A1與A2。這類基團(tuán)的說明性的、非限制性例子是-O-、-S-、-S(O)-、-S(O2)-、-C(O)-、亞甲基、環(huán)己基-亞甲基、2乙叉基、異亞丙基、新戊叉基、環(huán)己叉基、環(huán)十五烷叉基、環(huán)十二烷叉基、金剛烷叉基等等。在另一個(gè)實(shí)施方案中，沒有原子將A1與A2分離，說明性的例子是聯(lián)苯酚(OH-苯-苯-OH)。橋接基團(tuán)Y可以是烴基團(tuán)或者飽和烴基團(tuán)，例如亞甲基、環(huán)己叉基或者異亞丙基。
聚碳酸酯可以通過其中僅僅一個(gè)原子將A1和A2分離的二羥基化合物的反應(yīng)產(chǎn)生。在此使用的術(shù)語“二羥基化合物”包括例如具有以下通式(III)的雙酚化合物 其中，Ra和Rb各自獨(dú)立地表示氫、鹵素原子或者單價(jià)烴基團(tuán)；p和q各自獨(dú)立地是0到4的整數(shù)；和Xa表示以下通式(IV)的基團(tuán)之一 其中Rc和Rd各自獨(dú)立地表示氫原子或者單價(jià)直鏈或者環(huán)狀烴基團(tuán)，和Re是二價(jià)烴基團(tuán)。
適合的二羥基化合物的某些說明性的、非限制性例子包括二元酚和二羥基取代的芳香族烴，例如在美國專利4,217,438中用名稱或者化學(xué)式(通式或者特定的化學(xué)式)公開的那些。對于可以由通式(III)表示的類型的雙酚化合物，其特定例子的非排他列表如下1，1-雙(4-羥苯基)甲烷；1，1-雙(4-羥苯基)乙烷；2，2-雙(4-羥苯基)丙烷(在下文中稱“雙酚A”或者“BPA”)；2，2-雙(4-羥苯基)丁烷；2，2-雙(4-羥苯基)辛烷；1，1-雙(4-羥苯基)丙烷；1，1-雙(4-羥苯基)正丁烷；雙(4-羥苯基)苯基甲烷；2，2-雙(4-羥基-1-甲基苯基)丙烷；1，1-雙(4-羥基-叔丁基苯基)丙烷；雙(羥基芳基)鏈烷例如2，2-雙(4-羥基-3-溴苯基)丙烷；1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)戊烷；4，4’-聯(lián)苯酚；和雙(羥基芳基)環(huán)烷烴例如1，1-雙(4-羥苯基)環(huán)己烷；等等，以及包括至少一種上述雙酚化合物的混合物。
還可以使用源于兩種或多種不同的二元酚的聚合的聚碳酸酯，或者二元酚與二醇或者與羥基-或者酸-終端的聚酯或者與二元酸或者與羥酸或者與脂族二酸的共聚物，如果希望使用碳酸酯共聚物而不是均聚物。通常，有用的脂族二酸具有大約2到大約40個(gè)碳原子。優(yōu)選的脂族二酸是十二雙酸。
聚碳酸酯組分還可以包括通常引入這類樹脂組合物中的各種添加劑。這類添加劑是例如填料或者增強(qiáng)劑；熱穩(wěn)定劑；抗氧劑；光穩(wěn)定劑；增塑劑；抗靜電劑；脫模劑；另外的樹脂；和發(fā)泡劑?？梢允褂萌魏紊鲜鎏砑觿┑幕旌衔铩＿@類添加劑可以在將組分混合形成組合物期間的適合的時(shí)間混合。
當(dāng)制品通過注塑聚碳酸酯樹酯組合物形成時(shí)，聚碳酸酯制劑被適合地在擠出機(jī)中配混，以便將組合物合適地混合。盡管可以考慮使用單螺桿擠出機(jī)，但是雙螺桿擠出機(jī)通常是優(yōu)選的，以便優(yōu)化混合和降低在最終產(chǎn)品中生成散射粒子的可能性，或者簡單地消除潛在的線紋問題，所述線紋問題可以由不溶解的高熔點(diǎn)著色劑例如某些苝衍生物(熔點(diǎn)大約300℃)引起。盡管聚碳酸酯組合物通常經(jīng)過光穩(wěn)定化并且可以用UV吸收性涂層涂覆，重要的是使用兼有改進(jìn)的耐光牢度的染料。具有改進(jìn)的耐光牢度的熒光染料的好的例子是苝衍生物，如BASF提供的Lumogen橙F-240，Lumogen紅F-300和Lumogen黃F-083。還可以通過使用納米著色劑進(jìn)一步改進(jìn)光穩(wěn)定性。當(dāng)希望的視覺效果具有藍(lán)色或者紫色顏色，并且應(yīng)用要求長時(shí)間的室外光穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)該考慮使用藍(lán)色/紫色熒光性納米著色劑。
為了較好地控制極低量的染料在制劑中的加入，從而較好地控制制品的顏色，高度推薦使用容積或者重力給料機(jī)。該給料機(jī)既可以進(jìn)料在聚碳酸酯樹酯粉末(優(yōu)選磨碎粉末)中的濃縮物的稀釋物，也可以進(jìn)料已經(jīng)配混的(擠出的)粒料形式的色母料。稀釋物中著色劑填充量或者母料濃度取決于給料機(jī)能力，特別是進(jìn)料速率。通常，粉末稀釋在著色劑(即染料)與粉末的比例為10∶1到10,000∶1之間變化。染料混合物也可以以稀釋形式使用，并且從單一給料機(jī)進(jìn)料，盡管這不是最優(yōu)選的方法。差的顏色控制可能潛在地導(dǎo)致不適合于制品應(yīng)用的制品，即光束顏色或者光輸出不符合定義的標(biāo)準(zhǔn)。
制品，例如水瓶，通常使用吹塑工藝從無色或者著色的熱塑性樹脂制造。對樹脂的主要要求是其熔體強(qiáng)度。例如，當(dāng)使用吹塑級(jí)聚碳酸酯時(shí)，樹脂的熔體流動(dòng)指數(shù)通常在1.5到3克每10分鐘之間，所述熔體流動(dòng)指數(shù)根據(jù)ASTM1238(條件300℃/1.2千克/1″管嘴)測定。熔體強(qiáng)度和機(jī)械性能如撓曲模量、拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性的綜合，使聚碳酸酯成為吹塑應(yīng)用中被選擇的材料，特別是當(dāng)需要物品具有邊緣發(fā)光視覺效果時(shí)更是如此。具有差的熔體強(qiáng)度的材料將產(chǎn)生具有差的機(jī)械抗性的制品。相比之下，可以使用聚碳酸酯吹塑復(fù)雜的形狀，如具有手柄的水瓶，或者具有深的切除部分或者尖銳的突起部分的物品，而仍然保持其物理性能。通常，吹塑級(jí)的聚碳酸酯包含至少50％的支化聚碳酸酯樹酯，以便獲得最佳的熔體流動(dòng)強(qiáng)度。支化聚碳酸酯的平均分子量(Mw)通常為36,000到40,000，優(yōu)選值為大約38,000，其通過凝膠滲透色譜法測定。使用吹塑級(jí)聚碳酸酯，可以獲得具有薄壁(例如1毫米)和突出的抗沖擊性的制品，如水瓶。當(dāng)進(jìn)行從15英尺高度墜落的墜落試驗(yàn)時(shí)，用水充填的5-加侖聚碳酸酯瓶子完全不受損傷，而PVC-基或者PET-基瓶子爆裂或者破裂。
當(dāng)圖形圖像由突起部分限定時(shí)，這些突起部分在模塑工藝過程中形成。當(dāng)使用切除部分時(shí)，它們可以在模塑工藝期間形成，或者在模塑完成之后在獨(dú)立的形成切除部分的步驟中形成。后一種選擇更適合于定制較小批次的制品。
對以下實(shí)施例1中所描述的聚碳酸酯制劑(A)到(G)進(jìn)行了定義，以舉例說明為本發(fā)明制品提供寬選擇范圍的視覺效果顏色的能力。雙螺桿擠出機(jī)被用于配混步驟，使用了標(biāo)準(zhǔn)LexanLS-2聚碳酸酯擠出條件。對于每個(gè)配方，模塑了色片(5.08厘米×7.62厘米×3.2毫米)，并且使用MacBeth 7000A分光光度計(jì)，在透射模式中對色片進(jìn)行彩色座標(biāo)測定，其中選擇了C光源和2度觀察器。
對在以下實(shí)施例2中所描述的聚碳酸酯制劑(H)、(I)和(J)進(jìn)行了定義，以舉例說明制備適用于吹塑如圖3A所示并且具有本發(fā)明視覺效果的水瓶的材料的能力。
實(shí)施例現(xiàn)在參考以下非限制性實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例1通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(A)
65份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為29,90035份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.27份的季戊四醇四硬脂酸酯0.27份的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚0.00015份的黃色苝衍生物(BASF Lumogen黃F-083)0.0001份的紅色苝衍生物(BASF Lumogen紅F-300)。
通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(B)65份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為29,90035份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.27份的季戊四醇四硬脂酸酯0.27份的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚0.00015份的黃色苝衍生物(BASF Lumogen黃F-083)0.000075份的C.I.藍(lán)色顏料60(BASF Heliogen藍(lán)K6330)。
通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(C)65份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為29,90035份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.27份的季戊四醇四硬脂酸酯0.27份的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚0.01份的萘二甲酰亞胺衍生物(BASF Lumogen紫F-570)0.0001份的C.I.藍(lán)色顏料60(BASF Heliogen藍(lán)K6330)0.00005份的C.I.溶劑紫36(Bayer Macrolex紫3R)。
通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(D)65份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為29,90035份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.27份的季戊四醇四硬脂酸酯0.27份的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚0.05份的2，5-雙(5’-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩(Ciba UvitexOB)
0.0001份的C.I.藍(lán)色顏料60(BASF Heliogen藍(lán)K6330)0.00005份的C.I.溶劑紫36(Bayer Macrolex紫3R)。
通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(E)65份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為29,90035份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.27份的季戊四醇四硬脂酸酯0.27份的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚0.00014份的紅色苝衍生物(BASF Lumogen黃F-300)。
通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(F)65份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為29,90035份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.27份的季戊四醇四硬脂酸酯0.27份的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚0.0002份的橙色苝衍生物(BASF Lumogen橙F-240)。
通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(G)65份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為29,90035份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.27份的季戊四醇四硬脂酸酯0.27份的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚0.00026份的黃色苝衍生物(BASF Lumogen黃F-083)0.00014份的紅色苝衍生物(BASF Lumogen紅F-300)0.00003份的橙色苝衍生物(BASF Lumogen橙F-240)0.001份的2，5-雙(5’-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩(Ciba UvitexOB)彩色座標(biāo)和邊緣顏色匯總于表1。這清楚地說明了產(chǎn)生各種視覺效果顏色的能力，在3.2毫米厚度下總可見光透射率(Y)大于大約87％。
表1

實(shí)施例2通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(H)70份的支化的聚碳酸酯樹酯，其平均分子量(MW)為37,70030份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.05份的2，5-雙(5’-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩(Ciba UvitexOB)0.0025份的C.I.溶劑藍(lán)97(Bayer Macrolex藍(lán)RR)。
在配混(擠出)之后，樹脂組合物(H)被吹塑成具有藍(lán)色視覺效果的水瓶。
通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(I)70份的支化的聚碳酸酯樹酯，其平均分子量(MW)為37,70030份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯0.05份的2，5-雙(5’-叔丁基-2-苯并噁唑基)噻吩(Ciba UvitexOB)0.00015份的C.I.溶劑紫36(Bayer Macrolex紫3R)0.004份的C.I.溶劑紫36(Bayer Macrolex紫B)0.00035份的C.I.溶劑藍(lán)97(Bayer Macrolex藍(lán)RR)。
在配混(擠出)之后，樹脂組合物(I)被吹塑成具有紫色視覺效果的水瓶。
通過混合以下成分制備聚碳酸酯樹酯組合物(J)70份的支化的聚碳酸酯樹酯，其平均分子量(MW)為37,70030份的聚(雙酚-A碳酸酯)，其平均分子量(MW)為21,9000.06份的三(2，4-二-叔丁基苯基)亞磷酸酯
0.015份的C.I.溶劑黃98(Clariant)，黃色呫噸熒光染料0.00006份的C.I.還原紅41(Clariant)，紅色硫靛類熒光染料。
在配混(擠出)之后，樹脂組合物(J)被吹塑成具有黃色視覺效果的水瓶。
權(quán)利要求
1.一種制品，其包括由塑料組合物形成的模塑體，該塑料組合物包含折射指數(shù)為至少1.4的塑料和光致發(fā)光材料，其中該制品具有在其表面上由切除部分或者突起部分或者兩者形成的圖形圖像，以便在所述圖形圖像的形狀中提供發(fā)光的視覺效果，條件是所述制品不是燈透鏡或者燈玻璃。
2.權(quán)利要求1的制品，其中所述光致發(fā)光材料是有機(jī)熒光染料。
3.權(quán)利要求2的制品，其中所述熒光染料選自苝衍生物、蒽衍生物、靛類染料和硫靛染料衍生物、咪唑衍生物、萘二甲酰亞胺衍生物、呫噸、噻噸、香豆素、若丹明、(2，5-雙[5-叔丁基-2-苯并噁唑基]噻吩)和其衍生物。
4.權(quán)利要求2或者3的制品，其中所述熒光染料以基于所述塑料重量為1％或以下的濃度存在。
5.權(quán)利要求2到4任何一項(xiàng)的制品，其中所述熒光染料提供藍(lán)色或者紫色視覺效果，并且所述熒光染料以0.5到0.001％重量的濃度存在。
6.權(quán)利要求5的制品，其中所述熒光染料以0.3到0.1％重量的濃度存在。
7.權(quán)利要求5的制品，其中所述熒光染料以0.1％到0.005％重量的濃度存在。
8.權(quán)利要求2到4任何一項(xiàng)的制品，其中所述熒光染料提供紅色、橙色或者綠色視覺效果，并且所述熒光染料以低于0.0005％重量的濃度、優(yōu)選0.0001％到0.0003％重量的濃度存在。
9.權(quán)利要求2到8任何一項(xiàng)的制品，其中所述熒光染料具有0.7或者更大、優(yōu)選0.9或者更大的量子產(chǎn)率。
10.權(quán)利要求1到9任何一項(xiàng)的制品，其中所述圖形圖像由具有0.5到3毫米深度的切除部分或者具有0.5到5毫米高度的突起部分或者其組合形成。
11.權(quán)利要求1到10任何一項(xiàng)的制品，其中所述塑料是聚碳酸酯。
12.權(quán)利要求1到11任何一項(xiàng)的制品，其中所述模塑體具有基本上環(huán)形體的部分(34)。
13.權(quán)利要求1-12任何一項(xiàng)的制品，其中所述制品是瓶子，其具有底部部分(31)和可密封的頂部部分(32)以及任選地整體模塑的手柄(36)。
14.權(quán)利要求1-11任何一項(xiàng)的制品，其中所述制品包括平的或者平化的圓盤或者矩形體，其具有主表面(44)，在該主表面上形成有圖形圖像(45)。
15.權(quán)利要求14的制品，其中所述制品選自鑰匙鏈；箱子例如珠寶箱或者飯盒的一個(gè)或多個(gè)側(cè)面；覆蓋照片的嵌板；可用于枝形吊燈或者風(fēng)鈴、辦公室和桌面附件，包括夾紙墊板、CD盒、尺和托盤的平板；和窗飾。
16.權(quán)利要求1到11任何一項(xiàng)的制品，其中所述制品具有不規(guī)則的三維形狀(51)，在其表面中形成有切除部分或者突起部分(55)，以產(chǎn)生發(fā)光的圖案，該發(fā)光的圖案與所述三維形狀配合。
17.權(quán)利要求16的制品，其中所述制品選自珠寶、珠子、鈕扣、玩具、畫框、眼鏡透鏡、眼鏡框、筆管、電話以及電話機(jī)蓋。
18.一種制造權(quán)利要求1-17任何一項(xiàng)的制品的方法，所述制品具有發(fā)光的視覺效果，所述發(fā)光的視覺效果是圖形圖像的形式，所述方法包括以下步驟制備模塑組合物，其包含折射指數(shù)為至少1.4的塑料和光致發(fā)光材料，從所述模塑組合物模塑制品，和在所述模塑制品的表面中形成切除部分或者突起部分或者兩者，以限定圖形圖像，其中形成切除部分或者突起部分的步驟可以在模塑步驟期間或者之后進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供了塑料制品，具體地聚碳酸酯制品，由于在用于制造所述制品的聚碳酸酯中引入了光致發(fā)光材料，在由所述制品的表面中切除部分和/或突起部分(21、22、35、45、55)限定的位置上，其提供了彩色發(fā)光形式的有吸引力的美學(xué)外觀。所述切除部分和/或突起部分限定了圖形圖像，例如一個(gè)或多個(gè)字母(即字首或名稱)、抽象設(shè)計(jì)、繪畫或商標(biāo)或標(biāo)志。進(jìn)入所述塑性體的環(huán)境光導(dǎo)致從所述光致發(fā)光材料發(fā)光，由于塑性體內(nèi)的內(nèi)反射，該發(fā)光被導(dǎo)向塑性體表面中切除部分的邊緣。
文檔編號(hào)C08K5/00GK1668685SQ03816698
公開日2005年9月14日 申請日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者P·肖特蘭德 申請人:通用電氣公司