專利名稱：有色膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酯膜的著色方法及由此制得的有色聚酯膜。
有色聚酯膜有許多用途，例如可作為輕質(zhì)濾材，特別是在工業(yè)應(yīng)用中以及在日光控制應(yīng)用中如汽車、家庭和辦公室的玻璃窗膜。通常，用分散染料對聚酯膜進(jìn)行染色而著色。分散染料通常可被定義為具有一種或多種疏水聚合物如聚酯的水不溶性染料，例如聚(對苯二甲酸二乙酯)。
一種已知的用分散染料染色聚酯膜的方法取決于用一種有機(jī)溶劑溶脹薄膜。染料通常是或在溶脹處理的同時(shí)或在其后以溶劑形式被應(yīng)用于溶液中的薄膜上。這些技術(shù)的框架是更常用的一種。染料擴(kuò)散入溶脹的聚酯膜，再洗滌除去溶劑并干燥?？梢酝ㄟ^加熱來促進(jìn)擴(kuò)散過程。該技術(shù)可稱為溶劑染色。溶劑染色的缺點(diǎn)在于具有溶脹聚酯膜性質(zhì)并適用于該目的的有機(jī)溶劑通常對環(huán)境是有害的。此外，從薄膜中除去及回收或分散有機(jī)溶劑可能是困難或昂貴的。在染色后的薄膜中存在過剩的溶劑會(huì)影響以后的處理過程如金屬化。
另一種染色聚酯膜的已知方法是在水和可溶脹薄膜的有機(jī)溶劑混合物中使用一種分散染料的混懸液。該方法也可稱作溶劑輔助染色，它與溶劑染色相同。
另一種用分散染料染色聚酯膜的已知方法取決于染料熱擴(kuò)散進(jìn)入薄膜。將染料與薄膜接觸，再經(jīng)加熱以使染料遷移進(jìn)入薄膜。染料被涂復(fù)于薄膜上，干燥及加熱經(jīng)涂復(fù)的薄膜，或?qū)⑷玖咸峁┯谂c薄膜接觸的隔板上，再加熱隔板和薄膜。前者方法可稱為熱定色或熱定色染色，而后者方法又可稱為轉(zhuǎn)移印色。加熱過程通常在或約在該染料的升華溫度下進(jìn)行。染料轉(zhuǎn)移進(jìn)入薄膜的過程稱為定色。
美國專利2，833，613描述了一種染色聚酯纖維的方法，此法用分散染料在水性體系中于100℃作為載體用對苯二甲酸二甲酯和N-苯甲酰苯胺的混合物、比率為1∶3-3∶1(重量)處理纖維。
美國專利2，938，811描述了一種改善合成的聚酯紡織材料的染色性能的方法。該材料在高于120℃或175℃溫度下加熱用水溶性高沸點(diǎn)有機(jī)液體如多羥基化合物，較佳的為二甘醇浸泡。經(jīng)處理過的材料用分散染料處理，其染色比未受處理的材料更快。該液體用水洗滌即可輕易地或基本完全地從染色的材料中除去。
美國專利3，034，847描述了一種著染聚對苯二甲酸二乙酯薄膜的方法。該膜的表面用由基本上均勻分布于有機(jī)液體中的分散型染料的均勻組合物涂復(fù)，該有機(jī)液體可均勻地濕潤薄膜的表面。然后，經(jīng)涂復(fù)的薄膜于150-200℃時(shí)加熱一段時(shí)間以有效地固定染料，即使染料滲透到薄膜的表面并使之固定于薄膜內(nèi)。該組合物可含1-6%(重量)懸浮于或溶解于組合物中的染料。有機(jī)溶劑必須濕潤薄膜的表面，可以是如甲乙酮、芐醇、甲苯、甲基異丁酮、苯甲醚、乙酸乙酯、環(huán)己酮、或二甲基乙酰胺和甲乙酮的混合物。染料以均勻?qū)訝钚问酵ㄟ^方便的涂復(fù)或印染手段如凹版輾壓而應(yīng)用于薄膜。
美國專利3，058，798描述了一種以絲束形式染色疏水纖維如聚酯纖維的方法。絲束物首先先用分散染料的水性分散液浸染，然后放入傳統(tǒng)的原材料染色機(jī)中，在200-300°F(93-149℃)溫度下使水循環(huán)通過經(jīng)浸染過的絲束物以在纖維上固定染料。水性分散液含有1-4%染料，0.1%藻酸鈉和0.003%芳基磺酸鈉濕潤劑。
美國專利3，512，913描述了一種聚對苯二甲酸二乙酯膜的連續(xù)染色方法。將含有染料載體的預(yù)處理液應(yīng)用于薄膜的移動(dòng)纖維網(wǎng)，隨后再將含有分散染料的水性染料浴槽應(yīng)用于纖維網(wǎng)。合適的染料載體有苯酚、鄰和對苯基苯酚、二苯基、氯化苯和二苯基、水楊酸甲酯、苯甲酸和苯甲醇。還包括簡單溶劑如氯化烴，如二氯甲烷、四氯乙烷、氯仿或三氯乙烷。染料載體是一種在薄膜上有顯著溶脹作用并隨之可促進(jìn)染色的物質(zhì)，例如，在溫度為80-100℃范圍內(nèi)染色時(shí)間為約1-3小時(shí)下進(jìn)行染色會(huì)得到令人滿意的結(jié)果。
美國專利3，958，934描述了一種方法，此法首先用傳統(tǒng)的方法將有機(jī)分散染料應(yīng)用于合成聚合物，例如通過噴染、浸染或印染處理聚酯膜，著色后的聚合物經(jīng)過任選的干燥、再使其在高于聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下通過碳氟化合物流體。
美國專利4，065，259描述了一種可分散染色合成聚合物如聚酯的浸染方法，例如以薄膜纖維或織物形式、使用含有分散染料和普通碳氟化合物液體(如聚全氟丙二醇)的染料分散體。
CJ.Hawkyard在題為“分散染料在熱處理過程中從增厚的薄膜中的釋放”(The Release of Disprese Dyes from Thickener Films during Thermal Processes”，Journal of the Society of Dyers and Colourists，Volume 97(1981)，Pages 213-219)中描述了聚酯膜的熱固著染色。染色糊劑由分散染料(如C.I.分散紅60).2.5-8%高分子量增稠劑(如藻酸鈉、羧甲基鈉淀粉，或羥化瓜耳膠樹膠)和水組成。通過不銹鋼繞線棒將厚度至少為24微米的作為層狀物的粘性染料糊用于聚酯膜表面。再干燥層狀物，將薄膜加熱至200℃以使分散染料從染料糊擴(kuò)散進(jìn)入薄膜。當(dāng)使用非均勻染料糊時(shí)可得到最高的固著度(即，從糊層中擴(kuò)散入薄膜的染料比例)，例如使用羧甲基鈉淀粉作為增稠劑或乳化低沸點(diǎn)羥類，例如將水加入染料糊中。
本發(fā)明提供了一種制備有色聚酯膜的方法，包括下述步驟(1)提供一種染料混合物，它在環(huán)境溫度下粘度不超過5000厘泊并且為一種在增稠劑水溶液中至少含有一種分散染色材料的懸浮液;
(2)將所述染料混合物涂復(fù)在聚酯膜上，以形成層狀物;和
(3)加熱所述薄膜以使所述染色材料從所述層狀物遷移入所述薄膜。
聚酯膜通常為聚(對苯二甲酸二乙酯)，雖然也可使用其它聚酯包括聚碳酸酯。薄膜厚度為5-250微米，更通常地為10-50微米，例如12.5或25微米。這種類型的未著色膜為市場上易得到的。
分散染色材料通常為對聚酯具有直染性的任一分散染色材料。許多這些染色材料是市場上可得到的。染料混合物含有最少為0.1%，較佳為0.5%，更佳為2%(以干重為基礎(chǔ)的重量)的染色材料。染料混合物含有最大為20%，較佳為15%，更佳為10%(以干重為基礎(chǔ)的重量)的染色材料。染料混合物含有一種或幾種染色材料。例如已知的混合物可含有一定比例的蘭色、紅色或黃色染色材料，可稱為三色混合物。這些混合物可用于提供染色的薄膜，例如灰色或青銅色的陽光控制膜。它們還可用于提供具有對于寬波長范圍的受控制的光線吸收性能的光線濾膜。染色材料可吸收紫外線，可見光或紅外線?；旌衔锟梢院幸环N紫外線吸收劑，尤其是在陽光控制應(yīng)用中，例如是在加熱過程中具有遷移進(jìn)入薄膜性質(zhì)的苯并三唑類。
分散染色材料通常分為A型(分子量約為250)、B型、C型或D型(分子量約為450)。A型染料的蒸氣壓在溫度升高時(shí)上升最快并且隨后發(fā)生的固著也最快，A型染料在低溫下情況也相同。D型染料的蒸汽壓隨溫度變化增加最慢。
增稠劑為一水溶性聚合物。較佳的增稠劑包括羧甲基纖維素鈉、聚(乙烯醇)及藻酸鈉。其它增稠劑包括水溶性纖維素醚如甲基纖維素、乙基纖維素或羥乙基纖維素。增稠劑具有較低的分子量并在水中具有較低的溶液粘度。較佳的增稠劑的粘度為2-100厘泊，更佳的為5-50厘泊，這是在1%(重量)增稠劑在水中于環(huán)境溫度下測得的。染料混合物可含有最小為0.1%(重量)的增稠劑，較佳的為0.2%，更佳的為0.5%。染料混合物可含有最大為10%(重量)的增稠劑，較佳的為5%，更佳的為2%。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于使用了低濃度及少量的增稠劑，這是因?yàn)樵龀韯┛蓮谋∧ど舷礈於ィ⑶以谟煤蠹纯蓷壢?。增稠劑較佳的為可生物降解的增稠劑。
染料混合物較佳的在環(huán)境溫度下的粘度小于200厘泊，更佳的為小于100厘泊，最佳的為小于50厘泊。染料混合物粘度較佳的至少為2厘泊，更佳的至少為5厘泊。染料混合物的粘度的較佳范圍為5-50厘泊。染料混合物的粘度是在低剪切條件下測定的，例如在Ostwald粘度計(jì)、Brookfield粘度計(jì)或Zahn杯中。在凹版印染中使用的傳統(tǒng)的染料糊通常具有粘度范圍為2000-5000厘泊。令人驚奇的是發(fā)現(xiàn)了顯示出很低或極低粘度的染料混合物，可以成功地用于本發(fā)明中，將染色材料的均勻?qū)訝顝乃詰腋∫褐型繌?fù)在疏水性的聚酯膜上。更為重要的是發(fā)現(xiàn)當(dāng)根據(jù)本發(fā)明將粘度小于500厘泊的低粘度染料糊涂復(fù)薄膜時(shí)比使用粘度大于1000厘泊的染料糊得到質(zhì)量更好的薄膜，可使著色均勻及無色條。這種改進(jìn)在使用紅色和蘭色染料時(shí)比使用黃色染料時(shí)更為顯著的。
在染料混合物中的固體物含有分散染色材料和增稠劑。染料混合物的固體物最少量較佳的為0.1%(重量)，更佳的為0.2%，最佳的為2%或5%。染料混合物的固體物最大量可高達(dá)25%(重量)，較佳的為20%，更佳的為15%，最佳的為10%。
染料混合物另外還可任意地含有一種有機(jī)液體，它至少是部分可于水溶混并且可與水按一定使用比例溶混。有機(jī)液體可以是醇類，如乙醇或異丙醇，酮如丙酮或甲乙酮，或酯類如乙酸乙酯。這些液體在環(huán)境溫度下幾乎完全不溶脹聚酯。該液體較佳的沸點(diǎn)范圍為50-150℃，更佳的為70-120℃?？梢哉J(rèn)為這樣的液體用作濕潤劑以改善涂復(fù)的均勻性。染料混合物可含有5-50%(重量)有機(jī)液體，更佳的為5-40%，最佳的為10-25%。
染料混合物可用呈粉末或液體形式的分散染色材料制成。液體分散染色材料從市場上可得到并且含有分散染色材料在水性溶液中形成的懸浮液，通常還含有一種與水可溶混的有機(jī)液體如乙二醇或丙二醇。這些液體分散染色材料通常含有約20-50%(重量)例如40%(重量)的染色材料，并且它們都是粘度為2000-5000厘泊的粘性糊。某分散染色材料只能以液體形式在市場上得到。為方便起見，在本發(fā)明的實(shí)踐可推薦液體分散染色材料。
從粉末形式的分散染色材料制備粘度為2000厘泊或更高的傳統(tǒng)的染料需要使用特殊的混合設(shè)備或技術(shù)以得到均勻的混合物。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明中使用的染料混合物可從粉末形式的分散染色材料制備。這是因?yàn)楸景l(fā)明使用的低粘度的染料混合物容易被混合從而形成均勻混合物。
染料混合物通?？捎扇旧牧?液體或粉末形式)和增稠劑的水及任選的有機(jī)溶劑的簡單混合物制得。混合物最好經(jīng)過濾，如通過一纖維或鋼編織濾網(wǎng)以除去過大的微粒。染料混合物最好的基本上不含有大于50微米的顆粒，較佳的為20微米，更佳的為10微米。平均顆粒大小較佳的少于1微米。
染料混合物較佳的通過在凹版印染過程中使用凹版印染輥被涂復(fù)在薄膜上，更佳的是通過反向凹版印染。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，薄膜通過反向凹版輥和壓印軋輥之間。在該具體實(shí)施例中，薄膜和凹版輥的速度較佳的是相同的或相似的。薄膜的速度和軋輥的表面速度可以是，例如10-500英尺/分鐘，較佳的為100-200英尺/分鐘，每次測定與周圍環(huán)境有關(guān)。在本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例中，薄膜通過反向凹版輥和二個(gè)橫梁輥之間，該橫梁混與凹版輥輕輕接觸起著支撐薄膜的作用。在該具體實(shí)施例中，凹版輥的表面速度最好高于薄膜的速度，通常為1.25∶1-2.5∶1，較佳的為1.5∶1-2.0∶1。薄膜的速度可以為10-500英尺/分鐘，較佳的為100-200英尺/分鐘。使用這種技術(shù)可得到幾乎沒有缺陷的質(zhì)量極好的薄膜。其它涂復(fù)技術(shù)，例如膠版印染、縫型模頭(slot-die)涂復(fù)或Mayer棒也可使用。染料混合物可在環(huán)境溫度下被涂復(fù)在薄膜上。出人意料的是發(fā)現(xiàn)了顯示出較低粘度的染色材料的水性懸浮液在凹版印涂過程可成功地被涂復(fù)在疏水性的聚酯膜上以形成均勻的涂層。被涂復(fù)的濕潤層典型的為幾微米厚，例如1-10微米厚。令人驚奇的是發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明的方法可制得具有更少缺陷的更好的薄膜，這比使用高粘度染料糊的現(xiàn)有技術(shù)的凹版印染效果好。
層狀物質(zhì)通常在加熱和遷移過程前先干燥。濕潤層可環(huán)境溫度或高溫下干燥，例如在蒸氣加熱輥上或在80-120℃下的電加熱烘箱或暴露于紅外線下。薄膜的干涂層重量，即每單位面積干燥層的重量，較佳的為每平方米0.1-2.0克?；蛘撸搶訝钗镌诩訜徇^程中被干燥，這可作為該過程的主要部分。選擇涂復(fù)和干燥之間的時(shí)間使得濕潤層有充分時(shí)間平衡，但也不能太長從而引起濕潤層的變質(zhì)或污染。
雖然可使用較高或較低的加熱溫度以及其它的時(shí)間，但是加熱過程可在如166℃下進(jìn)行30秒鐘。加熱過程應(yīng)在低于薄膜或染色材料發(fā)生降解的溫度下進(jìn)行。例如，可使用高達(dá)190℃或200℃的溫度?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)較高的溫度會(huì)在著色膜上形成不希望有的條帶。加熱過程的時(shí)間較佳的為5-60秒。加熱過程通常在低于分散染料的轉(zhuǎn)移印染的傳統(tǒng)使用的溫度下進(jìn)行，傳統(tǒng)的印刷通常在200-210℃下進(jìn)行。通常認(rèn)為分散染料在轉(zhuǎn)移中通常升華而發(fā)生遷移。因此，令人吃驚的是發(fā)現(xiàn)染色材料在升華溫度或低于該溫度下會(huì)引起大量的分散染料遷移進(jìn)入薄膜。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可使用相對較低的固著溫度。聚酯膜由于如收縮會(huì)受損害，染色材料也會(huì)由于過度加熱而化學(xué)降解。在任何特定溫度下對最合適的加熱時(shí)間的選擇應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，其中應(yīng)在該溫度下控制薄膜樣品的著色隨時(shí)間的增長。不同的染色材料會(huì)以不同的速度遷移。本發(fā)明與轉(zhuǎn)移印染相比，優(yōu)點(diǎn)在于擴(kuò)散和固著發(fā)生在通過零空隙的接觸擴(kuò)散。較佳的在熱空氣烘箱中進(jìn)行加熱過程。
由于染色材料遷移進(jìn)入薄膜的層狀物在加熱過程中消耗盡了染色材料。在加熱過程之后，消耗了染料的層狀物含有增稠劑和任何未遷移入薄膜的剩余染色材料。該消耗了染料的層狀物可被洗滌而從薄膜除去，較佳的是用水洗滌。薄膜可通過熱水或冷水，較佳的是用熱水洗滌。薄膜也可通過一個(gè)攪拌的水浴或者可交替地或附加地用水噴灑薄膜。此外，還可在其接受超聲波振蕩時(shí)通過冷水或熱水而洗滌薄膜。較佳的是用與水可溶混的有機(jī)溶劑洗滌處理后再用水進(jìn)行處理，例如酮類溶劑如丙酮或酰胺類溶劑如N-甲基-2-吡咯啉酮。當(dāng)薄膜含有二苯甲酮類與水不溶性的紫外吸收劑時(shí)，使用可溶混于水的溶劑是較佳的。在如上所述的不同加熱時(shí)間之后著色的過程可由在該過程中從薄膜上洗滌下來的染料量的光譜或其它測定方法進(jìn)行監(jiān)控。本發(fā)明與溶劑染色和溶劑輔助染色相比，一個(gè)進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)椴恍枰苊泟┮约斑@些溶脹劑都是分散染色材料的溶劑，所以其結(jié)果是在洗滌過程中幾乎沒有染料從薄膜上洗去。因此，本發(fā)明提供了比傳統(tǒng)方法更用效地使用染色材料以及產(chǎn)生更少受污染的洗滌液。
對于有色聚酯膜的工業(yè)產(chǎn)品，重要的是盡可能確保有色膜不發(fā)生顏色缺陷如紋條紋、斑點(diǎn)和色澤不均勻。本實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)方法中，將超過著色需要量的過量的染色材料涂復(fù)在薄膜上。這過量的染色材料可在加熱過程后與增稠劑一起通過洗滌從薄膜除去。在加熱過程中過量染色材料的存在促使薄膜上顏色盡可能均勻。然而，通常應(yīng)盡量充分地控制本發(fā)明的方法，從而使其多余的量盡量的低。這意味著洗滌液中含有最少量的棄去或再生的染色材料。如果涂層以高度均勻方法應(yīng)用于薄膜，則可在基本上全部染色材料，如95%或98%或更多的染色材料從層狀物遷移進(jìn)入薄膜的條件下進(jìn)行加熱過程。在這條件下，洗滌液的色澤很淡或幾乎是無色的。
傳統(tǒng)的溶劑染色和溶劑輔助染色方法通常是分半批進(jìn)行的。例如，在溶劑輔助染色中用染色材料、水和溶脹劑制成了一個(gè)染料浴槽。薄膜在輥上松開，并通過該浴槽，經(jīng)加熱以固定染料、洗滌、干燥并在另一輥上收集。在該過程中還可間歇地加入更多的染料浴槽中的組分。在該過程中要盡可能精確地保持染料浴槽的組合物是非常困難的。當(dāng)薄膜輥松開和通過染料浴槽時(shí)，染料浴槽漸漸耗盡了它的組分。這導(dǎo)致了沿薄膜輥染色地不均勻。染料浴槽組合物的連續(xù)分析和校正另外需要特殊的設(shè)備。通過本發(fā)明的使用可以避免這一特點(diǎn)，這是因?yàn)槿玖匣旌虾涂蓮囊粋€(gè)恒定的組合物貯存器中被涂復(fù)在薄膜上。不需要連續(xù)分析和校正。根據(jù)本發(fā)明的方法染色的薄膜的顏色沿著薄膜的長度方向是高度均勻的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)烈著色的薄膜可由其使用而得到，采用某些市售的分散染料通過溶劑染色和溶劑輔助染色的方法是很難得到不產(chǎn)生著色缺陷如斑漬和條紋的所要求的高度著色。在這種梁色材料成分的最大吸收處，光學(xué)透射少于20%、少于10%，少于5%或約2%的著色聚酯膜可容易地被制備。著色的聚酯膜通常很易用一些染料染色以得到20%的光學(xué)透射，而得到5%的光學(xué)透射較困難，但是可能必須將二個(gè)或多個(gè)薄膜一起層疊以得到較低的光學(xué)透射值。
通過不止一次地應(yīng)用本發(fā)明的方法于薄膜上可得到強(qiáng)烈著色的薄膜。
現(xiàn)在已知的是市售液體分散染料通常含有溶脹劑，如10-25%或約20%乙二醇或丙二醇。然而，當(dāng)使用本發(fā)明的方法時(shí)，存在于染料混合物和薄膜中的甚至于在使用這種市售液體分散染料時(shí)溶脹劑的量比現(xiàn)有的溶劑染色和溶劑輔助染色方法要低得多，大約低20或更多。
現(xiàn)已知的是含有溶脹劑的聚酯膜在加熱中會(huì)收縮，收縮大約高達(dá)5%或6%。在傳統(tǒng)的溶劑染色或溶劑輔助染色方法中，薄膜通常被保持在繃緊狀態(tài)。在本發(fā)明中所使用的染料混合物中沒有或含有極少的溶脹劑在加熱過程中是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法處理的薄膜通常在加熱過程中收縮不超過0.5-2%，例如在180℃約收縮1%或在200℃約收縮2%。
現(xiàn)已知的是在現(xiàn)有的溶劑染色或溶劑輔助染色方法中，在染色后除去所有的溶脹劑是困難的。剩余溶脹劑的存在改變了染色膜的性質(zhì)。許多已知的溶脹劑具有不希望有的毒性或破壞環(huán)境的性質(zhì)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在染料混合物中不必存在溶脹劑?；旧喜缓魏稳苊泟┑娜玖匣旌衔镌诒景l(fā)明的方法中是較佳的。
染色的聚酯膜通常被金屬化，例如在陽光控制應(yīng)用中的使用。有時(shí)發(fā)現(xiàn)在金屬化過程中金屬不能很好地或均勻地粘附于薄膜的表面。這個(gè)缺陷是由于在薄膜中存在著剩余的溶脹劑。該缺點(diǎn)可用本發(fā)明的方法克服，因?yàn)樗恍枞魏稳苊泟?。即使染料混合物含有少量溶脹劑，例如?dāng)使用以上提及的含有溶脹劑的液體分散染料時(shí)，也比現(xiàn)有的溶劑染色或溶劑輔助染色方法中存在的溶脹劑要少得多。
在本發(fā)明的方法的實(shí)踐中，分散染色材料通常僅能滲透入薄膜內(nèi)較短的距離。它滲透入相鄰于及在表面之下的表面區(qū)域，并基本上全部存在于該表面區(qū)域內(nèi)。例如通過切片刀切割膜的薄片的紅外光譜就要研究薄膜上的染料分布。例如，在厚度為25微米的染色膜中可以觀察到90%的染色材料存在于10或20%厚度中的表面區(qū)域，剩余的10%染色材料存在于80或90%等厚度的表面區(qū)域內(nèi)。如果通過薄膜的深度大了，就可觀察到90%的染色材料存在于薄膜的50%厚度的表面區(qū)域內(nèi)。如果所使用的一種或多種染料是光敏性的，尤其是對紫外線很敏感，則上述效果是有利的。光敏染料至少可對打算用光源搖控的薄膜邊上印染，所述光源例如汽車窗膜之類陽光控制應(yīng)用中的陽光。聚酯提供了對光敏染料的保護(hù)，這是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一。該膜可含有一些吸收有害光線波長的物質(zhì)，如紫外吸收劑。紫外吸收劑可用許多方法滲入薄膜中。例如可在其生產(chǎn)過程中滲入薄膜，或用紫外吸收劑染色薄膜，較佳的是根據(jù)本發(fā)明的方法，更佳的是在準(zhǔn)備用于可靠近光源的薄膜的一邊。因此到達(dá)光敏染料的有害光線量就減少到最小。由本發(fā)明提供的較小深度的染色滲透向薄膜提供了一個(gè)有利條件，即通過其厚度可更均勻地染色，例如在制造或染色薄膜的過程中將染料或顏料在溶脹劑作用下滲入薄膜中制得自動(dòng)著色薄膜。滲入在這些已知的更均勻的染色膜中的紫外吸收劑不能保護(hù)靠近和暴露于有害輻射源的薄膜表面的光敏染料。
本發(fā)明另一方面還提供了具有第一和第二表面的有色聚酯膜，所述的薄膜至少用二種分散染料材料染色，至少一種所述染色材料的第一染色材料基本上全都存在于鄰近所述第一表面的表面區(qū)域內(nèi)，以及至少一種所述染色材料的第二染色材料基本上全都存在于鄰近所述第二表面的表面區(qū)域內(nèi)。在較佳的具體實(shí)施例中，至少一種所述的染色材料為一種紫外吸收劑。在更佳的具體實(shí)施例中，所述染色材料的第一種為紫外吸收劑以及所述染色材料的第二種含有一種或多種著色分散染色材料。
紫外吸收劑可通過擠壓含有吸收劑的聚酯涂料以形成薄膜或通過傳統(tǒng)染色方法滲入聚酯膜中。吸收劑基本上均勻地分散在整個(gè)這樣的薄膜中。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種基本上均勻分散的含有紫外吸收劑的有色聚酯膜，所述的薄膜至少被一種分散染色材料染色，所述的至少一種染色材料基本上全部存在于所述薄膜的表面區(qū)域。
本發(fā)明另一方面還提供一種具有第一和第二表面的聚酯膜，所述的薄膜被一種分散染色材料染色，所述的至少一種分散染色材料基本上全部存在于鄰近所述第一表面的表面區(qū)域中，所述的薄膜在所述的第一或第二表面上被金屬化。較佳的是第二表面被金屬化;即，薄膜的反面被染色和金屬化。現(xiàn)已觀察到染色表面的金屬化在技術(shù)上不如不染色表面的金屬化。如果用一種或多種著色染色材料染色薄膜的第一表面，用一種如上所述的紫外吸收劑染色第二表面，然而，較佳的是金屬化薄膜的第一表面。
本發(fā)明還提供了一種制備著色聚酯膜的方法，所述的薄膜具有第一和第二表面，該方法包括以下包括(1)提供一種在環(huán)境溫度下粘度不超過500厘泊并且是一種至少一種分散染色材料在增稠劑水溶液中的懸浮液的染料混合物;
(2)將上述染料混合物涂復(fù)在聚酯膜上以在所述的第一表面上形成層狀物;
(3)加熱所述薄膜以使所述染色材料從所述層狀物遷移入所述的薄膜中;和(4)金屬化所述的第一或所述的第二表面。
較佳的是金屬化第二(未染色)表面。如果用一種或多種著色染色材料薄膜的第一表面并用如上所述的紫外吸收劑染色第二表面，較佳的則是使薄膜第一表面金屬化。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以染色薄膜的一側(cè)或雙側(cè)。為簡便起見通常較佳的是只染色薄膜的一側(cè)。較佳的是用一種紫外吸收劑染色如上所述的要暴露于有害輻射源的薄膜的一側(cè)，而用著色染色材料染色薄膜的另一側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的方法制得的較佳的著色聚酯膜可被層疊至另一薄膜上，如一種金屬化的聚酯膜。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種薄膜層合物，所述的薄膜層合物含有至少一種具有第一和第二表面的聚酯膜，所述的薄膜用至少一種分散染色材料染色，所述的染色材料基本上全部存在于鄰近所述第一表面的表面區(qū)域內(nèi)，所述的薄膜被層疊在一金屬化的聚酯膜上。在較佳的結(jié)構(gòu)中，有色膜的第一(染色的)或較佳的第二(未染色的)表面被層疊至金屬化薄膜的未金屬化表面上。
根據(jù)本發(fā)明的方法制得的有色聚酯膜可以用已知方法涂復(fù)，例如耐刮涂層或堅(jiān)固涂固。
根據(jù)本發(fā)明的方法制得的有色聚酯膜可與玻璃或其類似物粘結(jié)，例如汽車車窗或平板玻璃如在家庭或辦公室用的窗玻璃。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種粘附聚酯膜的窗，所述的薄膜具有第一和第二表面，所述的薄膜用至少一種分散染色材料染色，所述的染色材料基本上全部存在于鄰近所述第一表面的表面區(qū)域。薄膜可與外表面粘附或較佳的與玻璃的內(nèi)表面粘附。玻璃的外表面是暴露于外部環(huán)境特別是陽光的一面。如果薄膜只有一個(gè)表面上被染色，最好把薄膜的未染色(第二)表面粘附于玻璃上。在最佳的結(jié)構(gòu)形式中，薄膜的未染色(第二)表面粘附于玻璃的內(nèi)表面。該種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)在于它具有最大的對于因暴露于陽光下引起的褪色的抵抗能力。
參考附圖
對本發(fā)明進(jìn)行說明，該圖為制備本發(fā)明的有色聚酯膜的方法的示意圖。
參考附圖，聚酯膜1的輥退繞，而通常以2表示的滾動(dòng)膜在反向凹版印染輥3上給料，輥3用染料混合物將其涂復(fù)，從而得到了用染料混合物的濕層狀物涂復(fù)的如4表示的薄膜。該染色混合物是一種在環(huán)境溫度下的粘度不超過500厘泊、并含有如上所述的至少一種分散染料在增稠劑的水溶液中的懸浮劑。染料混合物通過凹版輥3旋轉(zhuǎn)進(jìn)入盤5。調(diào)節(jié)輥6緊密地與凹版輥3接觸并在凹版輥3與薄膜接觸時(shí)，起著確保凹版輥3被染料混合物的均勻薄層涂復(fù)的作用。凹版輥3旋轉(zhuǎn)的方向與彎曲箭頭所示的薄膜的運(yùn)行方向相反。薄膜通過一對軋輥支架7、8與凹版輥3輕輕接觸，從而確保染料混合物從凹版輥3到薄膜的轉(zhuǎn)移?？梢岳斫獾氖?，現(xiàn)有技術(shù)中公知的其它形式和形狀的凹版印染裝置也可以使用，例如涉及更復(fù)雜的薄膜通道或以調(diào)節(jié)葉片代替調(diào)節(jié)輥從而在凹版輥上提供染料混合物的均勻薄層。然后將薄膜給料進(jìn)入維持在約80-120℃下的烘箱9中以干燥在薄膜的染料混合物層。薄膜通過烘箱9的通路可以是如約15英尺長，選擇該長度以適應(yīng)該方法的操作條件。然后，將以10表示的用染料混合物的干層涂復(fù)的薄膜通過溫度維持在如160-180℃的烘箱11，使得染色材料從干層遷移進(jìn)入薄膜。薄膜通過烘箱11的通路可以是如15英尺長，選擇該長度以適應(yīng)該方法的操作條件。。以12表示的被增稠劑的消耗層涂復(fù)的染色薄膜通過含有有機(jī)溶劑如丙酮或N-甲基-2-吡咯啉酮的洗滌槽13，再通過含有水的洗滌槽14。以15表示的洗滌后的有色膜再經(jīng)過烘箱16干燥薄膜，最后將有色膜置于輥17上以結(jié)束該過程。
通過下列實(shí)施例對本發(fā)明加以說明，其中除非另外說明，所有部分、百分?jǐn)?shù)和比例均以重量表示。
實(shí)施例1在98份水中溶解2份羧甲基纖維素納(SCMC)從而制得增稠劑的備用液。所使用的SCMC為從Courtaulds plc得到的CourloseF8(商品牌號)，它為1%的水性溶液，粘度為6-9厘泊。
在96份水中溶解4份聚(乙烯醇)(PVA)制得增稠劑的另一備用溶液。所使用的PVA為從Air Products and Chemicals Inc得到的Airvol 523 S(商品牌號)，它為4%的水溶液，粘度為5.2-6.2厘泊。
混合1份各種液體分散染色材料和5份備用液中的一種從而制得染料混合物。在某些情況下，把異丙醇(IPA)加入至所生成的混合物中。該染料混合物用2號Zahn杯(Number 2 Zahn Cup)測得的粘度范圍為17.5-23秒。這樣的粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于500厘泊。
使用Inta Roto，Richmond VA提供的凹版印染設(shè)備將染料混合物涂復(fù)在24微米厚的雙向拉伸的聚酯膜(由Hoechst Diafoil提供，商品牌號為Hostaphan 5211)上。所使用的凹版滾筒為直徑6英寸的標(biāo)準(zhǔn)滾筒，或是75QCH或是140 QCH(具有通道的二次曲面)滾筒。QCH是Consolidated Engravers Corporation，311 East 12th Street，Charlotle，NC.的商品牌號。凹版滾筒以與薄膜纖維網(wǎng)相同的速度運(yùn)行，但是方向相反。
被涂復(fù)的薄膜先在上述提及的凹版印染設(shè)備的空氣烘箱中、在100℃下預(yù)干燥。用重量分析法測定薄膜樣品的干涂層重量(DCW)。然后，薄膜以24英尺/分鐘速率通過加熱至185℃的2個(gè)5英尺長的烘箱，從而導(dǎo)致染色材料從涂層進(jìn)入聚酯膜的熱固著。它們接著通過N-甲基-2-吡咯啉酮的初級槽及冷水的二極槽的漂洗后被干燥。洗滌液中含有少量的未固著染料。
染色膜的性質(zhì)(均勻性，尤其是無條紋)通過與薄膜不同樣品的比較進(jìn)行目視檢測，并采用刻度1(很差)至10(無缺點(diǎn))的質(zhì)量指數(shù)(Quality Index)進(jìn)行評估。
所使用的實(shí)驗(yàn)條件及得到的結(jié)果列于表1和2中
表1纖維網(wǎng)速度 DCW試驗(yàn)號 滾筒類型 備用液 涂料 IPA% 質(zhì)量指數(shù)英尺/分鐘 gm-229 140QCH 2.0%SCMC B - 41 0.41 430 140QCH 4.0%PVA B - 40 0.53 331 140QCH 4.0%PVA B - 60 0.52 532 140QCH 4.0%PVA B - 80 0.52 633 140QCH 4.0%PVA B - 100 0.51 734 75QCH 4.0%PVA B - 40 0.99 435 75QCH 4.0%PVA B - 100 1.01 636 75QCH 4.0%PVA B 10 100 0.96 737 75QCH 4.0%PVA B 10 40 0.96 638 75QCH 2.0%SCMC B - 40 0.70 639 75QCH 2.0%SCMC B - 100 0.76 640 75QCH 2.0%SCMC B 10 100 0.61 641 75QCH 2.0%SCMC B 10 40 0.64 642 140QCH 2.0%SCMC B - 40 0.64 643 140QCH 2.0%SCMC B 10 100 0.32 744 140QCH 2.0%SCMC B 10 40 0.33 545 140QCH 2.0%SCMC B 20 100 0.30 846 140QCH 2.0%SCMC B 20 40 0.30 547 140QCH 2.0%SCMC B 30 100 0.28 948 140QCH 2.0%SCMC B 30 150 0.21 949 140QCH 2.0%SCMC B 30 40 0.28 850 140QCH 2.0%SCMC 12%R 30 150 0.31 951 140QCH 2.0%SCMC 8%R 30 150 0.21 952 140QCH 2.0%SCMC Y 30 150 0.23 1053 140QCH 2.0%SCMC BRY 30 150 0.22 9
表2試驗(yàn)29 中等細(xì)小條紋試驗(yàn)30 中等條紋試驗(yàn)31 細(xì)小條紋試驗(yàn)32 非常細(xì)小條紋試驗(yàn)33 非常細(xì)小條紋。為29-33中最好的。
試驗(yàn)34 中等細(xì)小條紋。與29相同,深度為其2倍。
試驗(yàn)35 非常細(xì)小條紋。與32相同,深度為其2倍。
試驗(yàn)36 非常細(xì)小條紋。與33相同,深度為其2倍。
試驗(yàn)37 非常細(xì)小條紋。與35相同。比36差。
試驗(yàn)38 非常細(xì)小條紋。與35相同。比36差。
試驗(yàn)39 非常細(xì)小條紋。與35相同。
試驗(yàn)40 非常細(xì)小條紋。與38相同。
試驗(yàn)41 比40更清楚的條紋,但不均勻性更少。
試驗(yàn)42 非常細(xì)小條紋。與43相同。比33差試驗(yàn)43 非常細(xì)小條紋。比33好。為29-43中最好的。
試驗(yàn)44 細(xì)小條紋。與31相同。
試驗(yàn)45 極細(xì)小條紋。為29-45中最好的。
試驗(yàn)46 細(xì)小條紋。與44相同。
試驗(yàn)47 極細(xì)小條紋。為29-47中最好的。
試驗(yàn)48 極細(xì)小條紋。比47稍好。為29-48中最好的。
試驗(yàn)49 極細(xì)小條紋。與45相同。
試驗(yàn)50 極細(xì)小條紋。比48稍差。
試驗(yàn)51 極細(xì)小條紋。比50好,與48相同。輕微振棒。
試驗(yàn)52 明顯較佳試驗(yàn)53 極細(xì)小條紋。與50相同。
在表1中的染色材料B、R和Y分別為分散蘭60(C.I.Disperse Blue 60)，分散紅60(C.I.Disperse Red 60)和分散黃88(C.I.Disperse Yellow 88)。所有這些染色材料由含有約40%固體和約20%1，2-丙二醇的液體染色材料形式從Ciba-Geigy公司購得。在試驗(yàn)53中使用的BRY混合物被設(shè)計(jì)以產(chǎn)生活性炭著色膜。在試驗(yàn)50和51中使用的染料混合物分別含有88份備用液與12份液體分散染色材料以及92份備用液與8份液體分散染色材料。記錄于表1的IPA添加物作為每100份染色材料/備用混合物的IPA分?jǐn)?shù)。
實(shí)施例2除了下列不同外，重復(fù)實(shí)施例1。SCMC備用液由溶解1份Courlose F8于99w份水制得。PVA備用液由溶解2份Airvol 523 S于98份水制得。用2號Zahn杯(Number 2 Zahn Cup)測得的所用的染料混合物的粘度范圍為14-17秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于500厘泊。在某些實(shí)驗(yàn)中使用110 QCH凹版滾筒。凹版滾筒的運(yùn)行方向與薄膜網(wǎng)的方向相反，但不必以相同速度運(yùn)行。雖然在某些情況下可使用紫外燈，但是被涂復(fù)的薄膜通常在空氣烘箱中于93℃時(shí)預(yù)干燥。有時(shí)應(yīng)注意，在烘箱中的不均勻空氣流或從燈內(nèi)向薄膜發(fā)出的不均勻粉末導(dǎo)致在干燥薄膜中出現(xiàn)不需要的條紋。在含有IPA的染料混合物的那些試驗(yàn)中，該效果不明顯。如果在凹版輥上的調(diào)節(jié)葉片被損壞或安裝錯(cuò)誤，條紋也就更明顯。正確控制條件就可避免條紋。以12英尺/分鐘速率通過溫度為200℃的2個(gè)5英尺長的烘箱，從而進(jìn)行染料固著。在130℃用紅外傳感器測定薄膜溫度。薄膜通過含有少量無硅酮消泡劑的冷水單槽被洗滌。洗滌液含有少量的未固著染料。所使用的實(shí)驗(yàn)條件及得到的結(jié)果列于表3和4中。
表4試驗(yàn)63 與試驗(yàn)號29類似試驗(yàn)64 比63差但與42類似試驗(yàn)65 比64差試驗(yàn)66 與64相似試驗(yàn)67 與64相似,一些水平條紋試驗(yàn)68 比67差,更多水平條紋試驗(yàn)69 與66相同試驗(yàn)70 比63差試驗(yàn)71 與70相同試驗(yàn)75 比63差試驗(yàn)76 比75差試驗(yàn)77 比63差試驗(yàn)78 比77差試驗(yàn)79 比78差試驗(yàn)80 比77好試驗(yàn)81 同80試驗(yàn)82 同80試驗(yàn)83 比80好試驗(yàn)84 同83試驗(yàn)85 同83試驗(yàn)86 比83好試驗(yàn)87 同86試驗(yàn)88 比86差試驗(yàn)89 比87好。至此最好試驗(yàn)90 比89稍差試驗(yàn)91 遠(yuǎn)比63好。至此最好試驗(yàn)92 同91試驗(yàn)93 不比91有改進(jìn)試驗(yàn)94 質(zhì)量極好,至此最好。調(diào)節(jié)葉片損壞的輕微跡象試驗(yàn)95 極好收率,質(zhì)量比94差。
試驗(yàn)96 同95,但去濕試驗(yàn)97 質(zhì)量合理,但有輕微及暗的條紋。一些條帶。
試驗(yàn)98 比97好,條紋少。
試驗(yàn)99 比97差,條紋多。
試驗(yàn)100 比99差,條紋多。
試驗(yàn)101 同98,但幾乎無紅色。
試驗(yàn)102 比101稍有改進(jìn)試驗(yàn)103 與94同樣好試驗(yàn)104 質(zhì)量比94差。條紋更多。
試驗(yàn)105 同104試驗(yàn)107 比94有明顯改進(jìn)試驗(yàn)108 與97相同。更多的顏色產(chǎn)生試驗(yàn)109 比108的顏色產(chǎn)生更多。許多染色斑點(diǎn)。
染料B和R與實(shí)施例1中使用的相同。BRY混合物用于某些由染料B和R與分散黃54(C.I.Disperse Yellow 54)一起組成的試驗(yàn)物中，并被設(shè)計(jì)成制取活性炭色調(diào)的薄膜。染料V為分散紫57(C.I.Disperse Violet 57)。在試驗(yàn)號96中使用的染料混合物由1份液體分散染色材料和11份備用液制備。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，與人們預(yù)料相反的是，增加與纖維網(wǎng)速度成比例的滾動(dòng)速度反而引起涂復(fù)質(zhì)量的下降?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)染料混合物含有IPA時(shí)，涂層質(zhì)量通常較好。還發(fā)現(xiàn)當(dāng)染料混合物含有IPA時(shí)，使用100英尺/分鐘及其更高的纖維網(wǎng)與滾筒的速度會(huì)更令人滿意。
實(shí)施例3來自試驗(yàn)94的涂層薄膜在空氣烘箱中加熱、溫度為200℃、速度為12英尺/分鐘(停留時(shí)間50秒)。經(jīng)處理的薄膜顯示出35%光學(xué)透射。經(jīng)處理的薄膜樣品然后被涂復(fù)并在相同條件下進(jìn)行第二次加熱。在試驗(yàn)94A中處理薄膜的反面，在試驗(yàn)94B中也處理其相同面。這些二次處理的薄膜分別顯示出25%和24.5%光學(xué)透射。
實(shí)施例4以類似于實(shí)施例1的方法進(jìn)行較前序號的試驗(yàn)。在這些試驗(yàn)的一部分中，所使用的增稠劑為Courtaulds plc提供的商品牌號為Courlose F75G的經(jīng)純化后的SCMC。規(guī)定其在25℃利用Ostwald粘度計(jì)測定1%水溶液的粘度為60-90厘泊。在這些試驗(yàn)的另外一些中，所使用的增稠劑為Air Products and Chemicals Inc提供的商品牌號為Airvol 540的聚乙烯醇(PVA)，規(guī)定其在20℃測定4%水溶液的粘度為45-55厘泊。利用Mayer棒或反向偏移或反向凹版技術(shù)涂復(fù)薄膜。薄膜速度等于輥速度。所使用的其它實(shí)驗(yàn)條件和得到的結(jié)果列于表5和6中
表 6試驗(yàn)1 帶有凝膠和染料斑點(diǎn)的條紋試驗(yàn)2 帶有凝膠和染料斑點(diǎn)的條紋試驗(yàn)3 帶有凝膠和染料斑點(diǎn)的條紋試驗(yàn)4 帶有凝膠的條紋試驗(yàn)5 非常細(xì)小的條紋試驗(yàn)6 非常細(xì)小的條紋,但比試驗(yàn)5稍有改進(jìn)。
試驗(yàn)7 非常細(xì)小的條紋,但比試驗(yàn)6稍有改進(jìn)。
試驗(yàn)8 帶有染色斑點(diǎn)的細(xì)條紋試驗(yàn)9 清楚條紋少于試驗(yàn)8試驗(yàn)10 非常細(xì)小的條紋,與試驗(yàn)7相同試驗(yàn)11 細(xì)長條紋,至此最好。
試驗(yàn)12 比試驗(yàn)11更細(xì)長的條紋。
試驗(yàn)13 細(xì)長條紋,與試驗(yàn)11相同試驗(yàn)14 細(xì)長條紋,至此最好。
試驗(yàn)15 與試驗(yàn)14相同試驗(yàn)16 明顯較佳試驗(yàn)17 好,但不及試驗(yàn)16試驗(yàn)18 處于試驗(yàn)16和17之間WCW在表5中表示濕涂層重量。
在試驗(yàn)14中使用的染料混合物用裝有3號軸、轉(zhuǎn)速為20rpm的Brooktield RVF粘度計(jì)測得的粘度顯示為125厘泊，而且它和在試驗(yàn)3-13和15-18中使用的混合物都滿足本發(fā)明使用的要求。另一方面，在試驗(yàn)1和2中使用的染料混合物顯示出的粘度為1000厘泊，因此試驗(yàn)1和2為不按本發(fā)明的比較實(shí)施例，而試驗(yàn)3-18則闡述了本發(fā)明的方法。
測定薄膜在加熱過程的收縮。當(dāng)在較高的溫度進(jìn)行加熱并且加熱較長時(shí)間時(shí)，在設(shè)備方向的收縮增大了。對于溫度范圍為160-175℃及時(shí)間范圍為10-60秒，在設(shè)備方向的收縮率為1.0%。對于時(shí)間范圍為10-30秒，在180℃的設(shè)備方向的收縮率為1.0%，而對于時(shí)間為60秒，則在180℃的設(shè)備方向收縮率為2.0%。在每個(gè)試驗(yàn)中橫向的收縮率為0。
實(shí)施例5用現(xiàn)有技術(shù)的溶劑輔助技術(shù)(乙二醇)或用本發(fā)明的方法將聚酯膜染色至35%透射的活性炭色調(diào)。被染色的薄膜在氙老化測試機(jī)中暴露500小時(shí)，用光譜計(jì)評估其顏色的變化(褪色度)。將本發(fā)明被染色的薄膜或是其染色表面或是其未染色表面暴露于光源。結(jié)果如下(△E，其中較低值表明了顏色的變化較少)現(xiàn)有技術(shù)控制 7.03染色表面向光 9.96未染色表面向光 3.76因此，當(dāng)其未染色表面暴露于光時(shí)，根據(jù)本發(fā)明制備的薄膜顯示出極好的耐老化性能。
實(shí)施例6用含有11.4份(重量)分散蘭60(C.I.Disperse Blue 60)液體染色材料、88.6份(重量)增稠劑(為1%CMC水溶液)和20份(重量)IPA的分散體通過反向凹版印染涂復(fù)聚酯膜的一側(cè)。在環(huán)境溫度下用Brooktield RVT粘度汁測得的增稠劑粘度為25-30厘泊，分散體粘度為35厘泊。加熱涂復(fù)后的薄膜以干燥所形成的涂層。用含有2.7份(重量)分散紅60(C.I.Disperse Red 60)液體染色材料、0.9份(重量)分散黃54(C.I.Disperse Yellow 54)液體染色材料、96.4份(重量)相同的增稠劑和20份(重量)IPA的分散體以相同方法涂復(fù)薄膜的另一側(cè)，然后干燥。涂復(fù)后的薄膜進(jìn)一步加熱以使蘭色染色材料遷移進(jìn)入薄膜的一側(cè)，并且使紅色及黃色染色材料遷移進(jìn)入薄膜的另一側(cè)，洗滌并且干燥。生成的染色膜顯示出均勻的活性炭色條。
實(shí)施例7將含有25份(重量)分散紫57(C.I.Disperse Violet 57)液體染色材料、75份(重量)在實(shí)施例6中提及的增稠劑及20份(重量)IPA的分散體用反向凹版印染涂復(fù)聚酯膜。干燥經(jīng)涂復(fù)的薄膜，進(jìn)一步加熱以使染色材料遷移進(jìn)入薄膜，洗滌，干燥。生成的高質(zhì)量的染色膜顯示出3%的光學(xué)透射。
實(shí)施例8將含60份(重量)分散黃54(C.I.Disperse Yellow54)液體染色材料、45份(重量)分散紅60(C.I.Disperse Red 60)液體染色材料和5000份(重量)如實(shí)施例6中所示的增稠劑的混合物用反向凹版印染涂復(fù)聚酯膜。在90℃烘箱中加熱薄膜以干燥染料層。在速度為100、200和400英尺/分鐘時(shí)可成功地進(jìn)行涂復(fù)。然后，經(jīng)干燥的薄膜進(jìn)一步在190℃加熱10秒鐘以使染色材料遷移進(jìn)入薄膜。用鋁以真空蒸氣沉積方法在其未染色的一側(cè)使染色的薄膜金屬化。生成的高質(zhì)量薄膜是不透明的，其光學(xué)密度為3。當(dāng)從金屬化了的一側(cè)檢測時(shí)呈銀白色，而從染色一側(cè)檢測則呈黃色。
比較實(shí)施例1通過置于薄膜上繞接的不銹鋼棒(測定棒)以促進(jìn)凹版印染的方法使分散蘭C-3R(Dispersol Blue C-3R，由ICI plc提供的液體分散染色材料)涂復(fù)在厚度為25微米的聚酯膜樣品上。(Dispersol為ICI plc的商標(biāo))。所使用的設(shè)備為由R.K.Print-Coat Instruments Limited Litlington，Hertfordshire，U.K.提供的裝有3號棒(K-Bar3)的K Control Coater 101，該棒以直徑為0.31mm的電線繞制，其特點(diǎn)在于可提供厚度為24微米的濕膜涂復(fù)。用裝有5號軸、轉(zhuǎn)速為20rpm的Brookfield粘度計(jì)測得分散蘭C-3R(Dispersol Blue C-3R)的粘度為1200厘泊。由于其固體含量高，所以該染色材料的粘度也就較高。在該實(shí)施例中不加增稠劑。濕膜用空氣干燥。經(jīng)干燥的涂層的質(zhì)量指數(shù)定為1。然后，將薄膜在200℃加熱30秒鐘以使染色遷移進(jìn)入薄膜，并用水洗滌。洗滌液中含有工業(yè)生產(chǎn)上不可接受的大量未遷移進(jìn)入薄膜的染色材料。染色膜著色堅(jiān)牢，其質(zhì)量指數(shù)定為10?？梢韵嘈诺氖?，薄膜的質(zhì)量指數(shù)比干燥的層狀物的好很多，這是因?yàn)閷訝钗锖写罅窟^量的染色材料。
比較實(shí)施例2溶解2份SCMC于98份中制得增稠劑的備用液。所用的SCMC為Courtaulds plc提供的Courlose F-350。備用液的粘度為2000厘泊?；旌?份分散蘭C-3R(Dispersol Blue C-3R)和97份備用液以生產(chǎn)粘度為約2000厘泊的染料混合物。在與比較實(shí)施例1相同的條件下用該染料混合物涂復(fù)聚酯膜?？諝飧稍锉∧?，在165℃加熱30秒至2分鐘，以使染色材料遷移進(jìn)入薄膜，并用水洗滌。對時(shí)間范圍為30秒至2分鐘之間染色膜的質(zhì)量指數(shù)定為2。
比較實(shí)施例3混合1份分散蘭C-3R(Disperse Blue C-3R)和99份水以生產(chǎn)具有粘度接近于水(1厘泊)的染料混合物。在與比較實(shí)施例1相同的條件下用該染料混合物涂復(fù)聚酯膜?？諝飧稍锉∧?。經(jīng)干燥的層狀物不能很好地粘附于薄膜。在180℃加熱被干燥的薄膜30秒以使染色材料遷移進(jìn)入薄膜，并用水洗滌。染色膜的質(zhì)量指數(shù)定為1。
權(quán)利要求
1.一種制備有色聚酯膜的方法，包括下列步驟(1)提供一種至少一種分散染色材料在增稠劑水溶液中的懸浮液的染料混合物；(2)將染料混合物涂復(fù)在聚酯膜上以形成層狀物；和(3)加熱薄膜以使至少一種染色材料從層狀物遷移至薄膜內(nèi)，其特征在于在環(huán)境溫度下染料混合物的粘度不超過500厘泊。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于染料混合物的粘度不超過100厘泊。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于染料混合物的粘度為5-50厘泊。
4.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在環(huán)境溫度下1%的增稠劑水溶液的粘度為5-50厘泊。
5.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于染料混合物含有0.2-5%(重量)增稠劑。
6.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于染料混合物含有2-10%(重量)染色材料。
7.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于增稠劑為水溶性纖維素醚。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于水溶性纖維素醚為羧甲基纖維素鈉。
9.如權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于增稠劑為聚(乙烯醇)。
10.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于染料混合物還含有有機(jī)液體，它至少部分可與水溶混并且以一定的比例與水溶混后使用。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于有機(jī)液體的沸點(diǎn)為70-120℃。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于有機(jī)液體為異丙醇。
13.如權(quán)利要求10-12中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于染料混合物含有10-25%(重量)有機(jī)液體。
14.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在涂復(fù)過程(1)前還包括過濾染料混合物的過程，以基本上從染料混合物中除去所有大于10微米的顆粒。
15.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于至少一種染色材料的平均顆粒大小小于1微米。
16.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于染料混合物通過凹版印染方法中的凹版印染輥被涂復(fù)在薄膜上。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于凹版印染方法為反向凹版印染。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于相對于外部環(huán)境的薄膜的速度為每秒100-200英尺。
19.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在環(huán)境溫度下將染料混合物涂復(fù)在薄膜上。
20.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于處于濕潤狀態(tài)下的染料混合物的層狀物厚度為1-10微米。
21.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在加熱過程(3)之前還包括干燥層狀物以形成層狀物的過程。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于干燥的層狀物的重量為每平方米0.1-0.2克。
23.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于在烘箱中、溫度范圍為160-180℃下進(jìn)行加熱過程(3)。
24.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于進(jìn)行加熱過程(3)的時(shí)間為5-60秒。
25.如上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于還包括在加熱過程(3)后用水洗滌薄膜的過程(4)。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于還包括在加熱過程(3)后及洗滌過程(4)前的用可與水溶混的有機(jī)溶劑洗滌薄膜的過程。
27.一種用至少二種分散染色材料染色的有色聚酯膜，其特征在于至少一種第一染色材料基本上全部存在于薄膜的表面區(qū)域，并且至少一種第二種染色材料基本上全部存在于薄膜的另一表面區(qū)域。
28.如權(quán)利要求27所述的薄膜，其特征在于至少一種染色材料為紫外線吸收劑。
29.如權(quán)利要求28所述的薄膜，其特征在于紫外吸收劑基本上全部存在于薄膜的一側(cè)表面區(qū)域，而其它染色材料被著色并且基本上全部存在于另外一側(cè)表面區(qū)域。
30.一種含有一種基本上均勻地分散于其中的紫外吸收劑及被至少一種分散染色材料染色的有色聚酯膜，其特征在于至少一種染色材料基本上全部存在于所述薄膜的表面區(qū)域。
31.一種被至少一種分散染色材料染色并在一側(cè)表面金屬化的聚酯膜，其特征在于至少一種染色材料基本上全部存在于薄膜的表面區(qū)域。
32.如權(quán)利要求31所述的薄膜，其特征在于至少一種染色材料基本上全部存在于所述薄膜的一側(cè)表面區(qū)域，并且所述薄膜在未染色的另一側(cè)表面被金屬化。
33.如權(quán)利要求31所述的薄膜，其特征在于薄膜被一種基本上全部存在于薄膜一側(cè)表面區(qū)域內(nèi)的紫外吸收劑及基本上全部存在于薄膜另一側(cè)表面區(qū)域的至少一種著色分散染色材料染色，并且薄膜在著色的另一表面金屬化。
34.一種制備有色聚酯膜的方法，其特征在于包括下列過程(1)提供一種染料混合物，它是至少一種分散染色材料在增稠劑的水溶液中的懸浮液，并且在環(huán)境溫度下粘度不超過500厘泊;(2)將染料混合物涂復(fù)在聚酯膜上，以形成層狀物;(3)加熱薄膜以使至少一種染色材料從層狀物遷移入薄膜;和(4)使該薄膜金屬化。
35.一種含有至少一種被至少一種層合于金屬化聚酯膜上的分散染色材料染色的聚酯膜的薄膜層合物，其特征在于染色材料基本上全部存在于染色膜的表面區(qū)域。
36.如權(quán)利要求35所述的薄膜層合物，其特征在于染色膜的未染色表面被層合到金屬化薄膜的未金屬化表面。
37.一種被至少一種分散染色材料染色的聚酯膜粘附的窗，其特征在于至少一種染色材料基本上全部存在于薄膜的表面區(qū)域。
38.如權(quán)利要求37所述的窗，其特征在于薄膜粘附于窗的內(nèi)表面。
39.如權(quán)利要求38所述的窗，其特征在于薄膜的未染色表面粘附于窗的內(nèi)表面。
全文摘要
一種聚酯膜可通過染料混合物的層狀物涂覆薄膜的方法染色，該混合物為至少一種分散染色材料在增稠劑的水溶液中的懸浮液，在環(huán)境溫度下其粘度不超過500厘泊，較佳的為5—50厘泊，再加熱以使染色材料從層狀物遷移入薄膜。涂覆過程較佳的為反向凹板印染。該方法可用于制備在薄膜一側(cè)表面區(qū)域含有一種或多種染色材料及在薄膜另一側(cè)表面區(qū)域含有一種或多種不同染色材料，如紫外線吸收劑的薄膜。當(dāng)暴露于光線時(shí)，染色膜顯示了良好的耐褪色性能，并可有效地用于如汽車窗膜。
文檔編號B41M1/30GK1082070SQ93108529
公開日1994年2月16日 申請日期1993年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月15日
發(fā)明者斯奈德·道格拉斯·威廉 申請人:考脫沃茲Plc