[发明专利]制备具有色旋效果的成型制品的方法

说明书

相关申请的交叉引证

本申请要求2000年1月29日申请的美国临时申请No.60/179339的优先权。

发明背景

本发明涉及在挤塑或模塑适于用作书写工具(如钢笔或铅笔)筒体的成型制品中使用浓色母料(color concentrates)的方法，所述成型制品至少在表面上具有特殊的色旋(color swirl)或“龟壳”效果。这一书写工具的筒体通常是相对壁薄的、基本上呈圆柱或管状的部件，该部件可通过模塑或挤塑热塑性或塑化的非热塑性材料来制备。这种可模塑或可挤塑的材料可包括聚乙烯、聚丙烯、塑化的乙酸纤维素(CA)、聚苯乙烯、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二酯)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸和甲基丙烯酸聚合物以及共聚物(如聚苯乙烯/丙烯酸C₁-C₄烷基酯或甲基丙烯酸C₁-C₄烷基酯共聚物)、聚甲基戊烯、聚丁烯-1、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物、丙烯腈-EPDM-苯乙烯聚合物、聚酰胺(如尼龙-6)、聚碳酸酯或聚缩醛聚合物或共聚物。

可通过挤塑或模塑(如注模或吹模)制备适于用作书写工具筒体的成型制品。当制备基本上恒定直径的成型制品时，有时可优选使用一种或多种螺杆的挤塑工艺，因为可以以连续或半连续成型制品的形式制备挤塑物。当与模塑工艺，特别是那些要求随后的切割和/或碾磨步骤的模塑工艺相比时，这可使人们以显著较高的产率制造更均匀的部件，。过去通过诸如以下所列出的工艺制备书写工具用的筒体。

1.通过混合碾碎的多重着色的CA碎片制备具有分散在整个块状物中的多重颜色的着色CA块，其中将所述碎片放入压榨机中并与合适的增塑剂混合。通过施加足够的热量和压力，将混合材料熔化成固体块状物。接着切割着色块并碾磨成适于用作书写工具筒体的单个多色部件。

2.使用单或双螺杆挤塑机塑化，共挤塑CA与一种或多种浓色母料。使用多螺线挤塑模头，通过在模头的多个平面里交叉配置的螺线，以便在挤塑物的整个横截面插入着色的浓缩的树脂。接着切割挤塑物并碾磨成适用于笔筒的单个管状部件。

3.将聚乙烯或聚丙烯与用作浓色母料载体的较高熔点的结晶聚烯烃(如聚甲基戊烯(PMP))混合。在注模聚乙烯或聚丙烯的正常温度下，携带着色剂的PMP仍是固体并且通过熔化进行分散，从而提供三维旋转效果。通常使用柱塞式注模机，因为需要使直接混合最小化，而直接混合提供均匀着色的挤塑物，而不是具有色旋效果的挤塑物。

4.在类似柱塞式注模的工艺中，使用作为浓色母料载体的结晶PET挤塑聚苯乙烯，但是色旋料和聚苯乙烯之间的界面粘合力通常不足。

5.一种聚合物也可模塑成适用于书写工具筒体的管状部件，接着使用预印刷的龟壳着色图案着色。

发明概述

本发明涉及制备适于用作书写工具筒体的成型制品的方法。特别地，本发明的主题方法涉及至少在这一成型制品的表面上具有色旋或“龟壳”效果的成型制品的制备方法。本发明的主题方法使用含着色剂的浓色母料，其中所述着色剂优选有机、无机或珠光颜料。提供色旋效果的浓色母料包括含在载体中的一种或多种着色剂，而所述载体包括高度结晶聚合物(如结晶或间规聚苯乙烯)和基本上相容的非结晶或无定形聚合物(如无定形聚苯乙烯或苯乙烯共聚物)的混合物。

接着使载体中的浓色母料与可流动的、优选热塑性的基础树脂混合，该树脂用于制备适于用作书写工具筒体的成型制品。这一优选的基础热塑性树脂可包括，例如聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物或聚碳酸酯。当需要背景色时，也可在无定形聚合物载体中提供另一着色剂。

优选地，色旋效果不是仅在表面上，而是在本发明所制备的成型制品的整个横截面存在。通常在本发明方法中使用约1％到约10％，优选约1％到5％，(基于所有可挤塑或可模塑的组合物的重量)的浓色母料。使用本发明方法所提出的浓色母料可提供成型制品，其中这种浓色母料与用作制备这种部件的基础树脂所使用的可模塑或可挤塑材料具有很好的相容性。这种相容性使人们容易地制造用作书写工具筒体的具有充足整体性、界面粘合力以及强度的薄壁部件。

本发明的方法包括：