[发明专利]电磁能吸收光学产品及其制造方法

说明书

公开了可用作用于将不透明制品着色的复合材料的电磁能吸收光学产品，例如涂料复合材料或汽车包装。所述电磁能吸收光学产品包括聚合物基底和复合涂层，所述复合涂层包括第一和第二层，其各自包含结合基团组分，所述结合基团组分一起形成互补结合基团对。

相关申请的交叉引用

本申请是2014年12月15日提交的美国非临时申请14/569,955（其全部公开内容并入本文作为参考）的部分连续案。

发明领域

本发明大体上涉及用于汽车应用的光学产品及其制造方法。更具体地，本发明涉及电磁能吸收窗膜或电磁能吸收复合材料，用于通过施加至不透明制品而为其着色，所述复合材料例如包括复合涂层在内的汽车包装（car wrap），所述复合涂层包括包含多离子粘合剂的第一层和包含电磁能吸收不溶性颗粒的第二层，其中所述第一层和第二层各自包含结合基团组分，其一起形成互补（complimentary）结合基团对。

发明背景

通常已通过使用有机染料对光学产品例如汽车和建筑窗膜赋予颜色。更特别地，用于由聚酯生产染色膜的现有商业实践涉及在染色法过程中，基底的分子结构在热有机溶剂，例如乙二醇浴中溶胀，因为溶胀的聚酯（特别是PET）膜能够吸收有机染料。这些膜和它们的制造方法有许多缺点。首先，需要将基底暴露于有机溶剂和升高的温度，其表现出机械和化学挑战，例如与储存原料溶剂和处理所得废弃物相关的环境危害和成本。此外，溶胀的基底需要特殊处理以避免下游延伸，由此降低产品收率。然后，聚酯升高工艺温度和干燥后基底膜中的残余溶剂限制基底的下游用途和加工，这反过来限制这样的干燥的膜的潜在最终应用。在工艺方面，现有方法使用大体积染料浴，这使得商业制造中的快速着色变化变得困难。最后，仅有有限的有机染料在热溶剂溶胀介质中可溶和稳定并且这些中的许多经常经受由于基底用于窗膜应用时遭受的高能辐射（低于400nm波长）所造成的降解，由此缩短产品的使用寿命。

为了克服这些缺点，一些膜制造商已转变为在基础聚合物膜的表面上使用加颜料的膜以将聚合物膜着色。例如，美国公开申请No.2005/0019550A1描述了颜色稳定的加颜料光学物体，其包括具有至少一层定向热塑性聚合物材料的单层或多层芯，其中所述定向热塑性聚合物材料中分散有微粒颜料。如该公开申请中提到的，这些产品可存在许多加工和性能缺点。例如，这种类型的层通常作为薄膜施加并且可以使用相对高的颜料浓度以实现所需着色水平，特别在具有相对高的所需暗化水平的汽车窗膜中，例如在可见光区域中具有小于50%的电磁能透射率（或T_vis）的那些。这些高颜料浓度难以均匀分散在薄层内。更通常，加颜料的层可能具有更大的雾度和降低的清晰度，即使在具有相对中等、低和甚至最小水平的所需暗化的应用中（例如建筑窗膜）也如此。

如美国专利5,030,513中所述，先前也已对光学产品着色，该光学产品例如用于通过施加至不透明制品（例如汽车面板）而为其着色的复合材料。这样的复合材料在本领域中有时被称为涂料复合材料或在用于汽车面板时，称为汽车包装。然而，为了实现所需颜色饱和度，含有颜色的层的典型厚度报道为在最高80%的颜料浓度下大约0.1至3密耳（大约2500nm至76000nm）。除了如上所述的难以实现均匀分散，这些通常更厚和高固含量的加颜料涂层可能具有表面均匀性问题，在本领域中称为桔皮或表面斑驳。尽管表面活性剂、流动控制剂和其它类似添加剂可用于将这些问题最小化，但它们通常不能实现现代日常光学产品所需的均匀度水平。厚溶剂型以及水型涂层也需要对基底施加显著量的能量以干燥或固化，同时还从环境角度更不具吸引力。

因此在本领域持续需要满足目前商业窗膜以及汽车窗和车辆着色和/或保护膜的所有雾度、清晰度、表面均匀性、UV稳定性和产品长使用寿命要求，以及能够通过优选在环境温度和压力下进行的环境友好、基于水的着色法制造的光学产品。

发明概述