Изделие, включающее светопоглощающую композицию для маскировки оптической мутности, и способы его получения

Изделие, включающее светопоглощающую композицию для маскировки оптической мутности, и способы его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка имеет приоритет на основании заявки № 60/444313, поданной 31 января 2003 в Патентное ведомство США.

Известный уровень техники

Настоящее изобретение относится к производству прозрачного изделия и, в частности, к производству профилированного, прозрачного термопластичного изделия, такого как контейнер или бутылка, содержащего несовместимый наполнитель, предпочтительно усиливающий газовый барьер наполнитель, диспергированный в нем, причем поглощение света изделием меняют, чтобы эффективно маскировать или снизить оптическую мутность изделия.

Термопластичные полимеры, такие как сложные полиэфиры, уже давно используются в производстве упаковочных материалов, в том числе заготовок, которые затем раздувают или ориентируют каким-либо другим образом в желательную форму, которая необходима для получения пластиковых изделий, таких как контейнеры и/или бутылки для хранения и доставки пищи и прохладительных напитков. Среди наиболее предпочтительных и эффективных с точки зрения затрат термопластичных полимеров, используемых для этой цели, находятся поли(этиленфталатные) смолы. Поли(этилентерефталат) (ПЭТ), а также другие сложные полиэфиры при правильной переработке в соответствующих условиях и ориентации в желательную форму обеспечивают получение изделия высокой прозрачности и низкой мутности. Соответственно, промышленность по производству бутылок из пластиков в течение нескольких лет использовала ПЭТ и аналогичные сложные полиэфиры в производстве пластиковых контейнеров и бутылок для пищевых продуктов и прохладительных напитков.

К сожалению, хотя пластиковые контейнеры, изготовленные из сложного полиэфира, обеспечивают отличные высокопрочные контейнеры, обладающие отличными свойствами газового барьера для большинства пищевых продуктов и прохладительных напитков, в настоящее время они непригодны как контейнеры для пива или как контейнеры для других пищевых продуктов, от которых требуется чрезвычайно низкая газопроницаемость. Будет понятно, что при контакте кислорода и других газов воздуха с некоторыми пищевыми продуктами и прохладительными напитками, такими как, например, пиво, оно окисляется или становится несвежим. Соответственно, поэтому были предприняты попытки снизить проницаемость кислородом/газом контейнеров или, иначе говоря, увеличить прочность газового барьера контейнера.

Одним известным путем снижения проницаемости кислородом/газом или увеличением прочности газового барьера контейнера является смешивание усиливающих прочность газового барьера наполнителей со сложным полиэфиром в контейнере. Например, некоторые амиды, такие как поликсилиленамиды, хорошо известны в данной области как обеспечивающие улучшенную прочность газового барьера контейнеров из сложных полиэфиров. Чтобы получить такие контейнеры наполнитель обычно смешивают или диспергируют в сложном полиэфире способом, известным в данной области, а затем получают изделие. В некоторых случаях контейнеры могут быть формованы литьем под давлением или т.п. В других случаях получают заготовки контейнеров, например, литьем под давлением или экструзией, а затем раздувают или ориентируют иным образом в желательную форму и размер.

Различные патенты и патентные публикации раскрывают использование композиций на основе смеси сложный полиэфир/полиамид для формования изделий, обладающих низкой мутностью и пониженной газопроницаемостью по сравнению с одним сложным полиэфиром. По меньшей мере, в одной патентной публикации указывается, что для получения контейнеров с низкой мутностью/низкой газопроницаемостью используют композиционную смесь, включающую полиамид, имеющий среднечисловую молекулярную массу меньше чем 15000. Эта патентная публикация дополнительно проясняет, что известно, что смеси высокомолекулярных полиамидов со сложным полиэфиром имеют высокие величины мутности, которые ограничивают их практическое использование в промышленности по производству контейнеров для пищевых продуктов и прохладительных напитков.

Другими словами, раньше немного, почти ничтожное количество, смесей сложного полиэфира и таких увеличивающих прочность газового барьера наполнителей, как высокомолекулярные полиамиды, были использованы в промышленности по производству пластиковых контейнеров или бутылок или любой промышленности, где желательны прозрачные изделия высокой прозрачности, так как хорошо известен тот факт, что при ориентации или вытяжке изделия, содержащего смесь сложного полиэфира и полиамида, изделие значительно теряет в прозрачности, т.е. становится оптически мутным. Это свойство известно в промышленности как мутность.

Мутность, как описано в большинстве патентной литературы, может быть измерена как любое другое физическое свойство. Измерения для определения уровня или количества мутности могут быть проведены с использованием колориметра (например, Hunter Lab Color Quest) по методу ASTM D1003. Мутность обычно выражают в процентах в расчете на толщину изделия и рассчитывают по уравнению

Где "мутность %" равна мутности пропускания, Т_{диффузии} равно диффузному светопропусканию и Т_общая равно общему светопропусканию. Мутность с показателем измерения 4% в контейнере с толщиной стенок приблизительно 15 мил обычно видна невооруженным глазом. Обычно при испытании контейнеров, изготовленных из различных смесей сложных полиэфиров и полиамидов, измеренные величины мутности составляют значения в интервале от 15 до 35% для контейнеров с толщиной стенок 15 мил. Для целей настоящего изобретения этот тип мутности будет часто называться далее по тексту "физическая мутность" или "измеренная мутность".

Кроме того, по мере увеличения количества усиливающего прочность газового барьера носителя, используемого в смеси сложный полиэфир/наполнитель, также увеличивается величина физической мутности. Действительно, другими авторами установлено, что эффективное отношение смеси сложного полиэфира (например, ПЭТ) и ароматических полиамидов (например, поли(м-ксилиленадипатамида), обычно называемого как МКД-6, обеспечивает величины физической мутности в интервале от 20 до 30% при ориентации полимеров в форму контейнера, также имеющего толщину стенок примерно 15 мил.

До сих пор все попытки были направлены на снижение газопроницаемости изделия за счет добавления усиливающих прочность газового барьера наполнителей и в то же время снижение количества физической мутности, образующейся при ориентации изделия. Было установлено, что такие попытки были успешными, когда для снижения физической мутности использовали наполнитель со значительно меньшим размером молекул. Обычно, как указано выше, для снижения физической мутности необходимы такие полиамиды, которые имеют среднечисловую молекулярную массу меньше чем 150000, при концентрации меньше чем 2 процента по массе. И наоборот, установлено, что если полиамидные домены в сложном полиэфире ограничены среднечисловым размером от 30 до 200 нанометров, физическая мутность также будет снижаться или ограничиваться. По меньшей мере, одна теория для этого явления заключается в том, что частицы полиамида настолько малы, что они не рассеивают свет, особенно в видимой части спектра, т.е. частицы не отражают свет в сторону наблюдателя образом, видимым невооруженным глазом. Кроме того, при измерении физической мутности с использованием инструментов, таких как колориметр, ясно, что измеренная физическая мутность оказывается сниженной или потенциально даже исключенной.

Основываясь на этой теории, следует понимать, что если те частицы или домены, окружающие наполнитель, значительно превышают 200 нанометров, иначе говоря, составляют величины порядка от 400 до 700 нанометров, мутность изделия не только физически измеряемая, но также может быть видимой для обычного наблюдателя. В действительности, по меньшей мере, в одной журнальной статье утверждается, что число и размер диспергированных частиц создает измеряемую мутность. В ней также отмечено, что вытяжка сопровождается даже более заметной мутностью, потому что, во-первых, вытяжка увеличивает размер диспергированных частиц в плоскости листа и, во-вторых, разница в анизотропических показателях преломления матрицы и диспергированной фазы увеличивается. Таким образом, в некоторых патентах предпринята попытка предотвратить вытяжку или реориентацию доментов МКД-6, например, получением бутылок из ПЭТ и МКД-6, когда полимер находится в расплавленном состоянии.

Следовательно, все известные технические решения относятся к явлению физической мутности и ее снижению или исключению. В отличие от этого, настоящее изобретение относится к оптическому аспекту свойства мутности, поскольку полагают, что именно эта характеристика является определяющей для косметического внешнего вида и практического использования изделия, а не физическая мутность изделия.

Однако да настоящего времени эта "оптическая мутность" или "видимая мутность" изделия никогда не рассматривалась отдельно от физической мутности изделия, поскольку обычно она не измеряется традиционными физическими испытаниями изделия. Под "оптической мутностью" или "видимой мутностью" подразумевается мутность, которую можно наблюдать оптически или визуально в обычном прямом или непрямом свете. Именно мутность, которая видна невооруженным глазом наблюдателя, преимущественно вследствие отражения или пропускания света от доменов наполнителя, содержащихся в изделии. Полагают, что оптическое маскирование явления физической мутности приводит к исключению или снижению этой "оптической мутности" и может обеспечить изделие, пригодное для коммерческого использования. В конце будет ясно, что "оптическая мутность" не является измеряемым физическим свойством в той же степени, что и физическая мутность изделия, измеренная на колориметре или т.п., и исключение или снижение оптической мутности может или не может снизить измеряемую физическую мутность изделия.

Соответственно, исключение или снижение "оптической мутности" изделия, независимо от измерений физической мутности, рассматривается как высоко желательное в данной области, особенно в промышленности по производству пластиковых контейнеров и бутылок. Таким образом, сохраняется потребность в способе, с помощью которого можно маскировать оптическую мутность прозрачного изделия, изготовленного из сложного полиэфира, смешанного с усиливающим прочность газового барьера носителем, а также прозрачных, предпочтительно ориентированных изделий, включающих смесь сложный полиэфир/наполнитель, эстетически и оптически приемлемых для использования в промышленности по производству пластиковых контейнеров и бутылок.

Краткое изложение сущности изобретения

В широком смысле настоящее изобретение относится к производству прозрачных изделий, таких как пластиковые контейнеры или бутылки, изготовленные из термопластичного полимера в качестве основного компонента и несовместимого наполнителя в качестве неосновного компонента. Такое изделие, особенно при ориентировании или растяжении, будет обычно давать мутность. Неожиданно установлено, что мутность прозрачного изделия, видимая невооруженным глазом, может быть существенно замаскирована или, говоря другими словами, видимая мутность изделия может быть исключена или существенно снижена (не обязательно в физических единицах, но в единицах видимости) изменением светопоглощения изделия на длинах волн, которые, по меньшей мере, по существу коррелируют с размерами доменов в термопластичном полимере, образующихся при формовании изделия. Важно, что конкретные размеры, с которыми должна коррелировать длина волны, это размеры в осевой плоскости изделия. Следует понять, что под термином "по существу маскировать" подразумевается, что изменение поглощения света изделием не обязательно влияет на измеренную физическую мутность изделия, но существенно снижает или почти исключает мутность, видимую невооруженным глазом. На измеренную физическую мутность изделия может совсем не влиять состав поглотителя света, может влиять состав, только слегка снижая измеренную мутность изделия, или может существенно зависеть от состава поглотителя света, в зависимости от реального состава поглотителя света и его использованного количества. В любом случае, оптически наблюдаемая мутность изделия является "по существу замаскированной" или по существу не определяемой невооруженным глазом обычного наблюдателя, но физическая мутность все же остается физически измеряемой с помощью колориметра в вышеприведенных обычно принятых пределах.

Одним из путей изменения поглощения света изделием является использование эффективного количества одной или нескольких светопоглощающих композиций, которые известны как поглотители света на длинах волн, которые, по меньшей мере, по существу перекрывают, и более предпочтительно - по меньшей мере, по существу коррелируют с большинством, если не со всеми, размеров доменов, находящихся в осевой плоскости изделия. Будет понятно, что для целей настоящего изобретения, по меньшей мере, несколько, и более предпочтительно - по меньшей мере, большинство этих размеров доменов будет иметь размер, попадающий в интервал от примерно 400 нм до примерно 700 нм, что по существу соответствует видимой части спектра (т.е. от примерно 380 до примерно 720 нм). Используя светопоглощающую композицию, такую как краситель, которая имеет известную область поглощения на длинах волн в пределах видимой части спектра, можно по существу обеспечить корреляцию между длинами волн в нанометрах в интервале поглощения композиции и размерами, также в нанометрах, доменов наполнителя, присутствующих в изделии. Используя одну или несколько конкретных светопоглощающих композиций, имеющих область поглощения, которая, по меньшей мере, по существу перекрывает интервал размеров доменов наполнителя, присущий термопластичному наполнителю и попадающий в видимую часть спектра, установили, что "оптическая мутность", как определено выше по тексту, по существу уменьшается, если не исключается, а физическая мутность маскируется в изделии.

Кроме того, экспериментально доказана более детальная аппроксимация количества светопоглощающей композиции, необходимой, чтобы "по существу перекрыть" интервал размеров доменов, содержащих наполнитель. В частности, считается, что композиция, которая поглощает свет так, что Х меньше 9,6 в уравнении

где А_i означает процент поглощенного света на длине волны i, и N_i означает число доменов на сто квадратных микрон на длине волны i, и где i меняется в пределах от 400 до 700 нм, по существу перекрывает домены и, по меньшей мере, начинает снижать оптическую мутность изделия. Будет понятно, что альтернативное выражение этого уравнения выглядит следующим образом:

где L_i означает процент света, не поглощенного (т.е. который доступен для отражения) на длине волны i.

Преимущества настоящего изобретения по сравнению с существующими техническими решениями, относящимися к прозрачным изделиям, предусматривающим использование сложного полиэфира и несовместимых наполнителей, которые станут очевидными из описания и прилагаемых чертежей, осуществляются изобретением, как описано далее по тексту и в формуле изобретения.

В общем, один или несколько аспектов настоящего изобретения могут быть реализованы прозрачным изделием, содержащим матрицу из термопластичного полимера; множество доменов, каждый, включающий, по меньшей мере, один несовместимый наполнитель, диспергированный в полимерной матрице; домены, имеющие интервал размеров в осевой плоскости изделия, причем размеры, по меньшей мере, некоторых из доменов в осевой плоскости изделия попадают в интервал от примерно 400 нм до примерно 700 нм; и эффективное количество, по меньшей мере, одной светопоглощающей композиции, причем, по меньшей мере, одна светопоглощающая композиция поглощает свет в области видимой части спектра на длинах волн, которые по меньшей мере, по существу перекрывают интервал размеров доменов в изделии, и по существу маскирует любую видимую мутность прозрачного изделия.

Один или несколько других аспектов настоящего изобретения могут быть реализованы способом получения прозрачного изделия, изготовленного из смеси сложного полиэфира в качестве основного компонента, по меньшей мере, одного несовместимого наполнителя в качестве неосновного компонента, диспергированного в первом, и, по меньшей мере, одной светопоглощающей композиции, включающим смешение наполнителя со сложным полиэфиром; формование изделия желательной формы и размера; причем домены, включающие несовместимый наполнитель, образуются в среде сложного полиэфира при формовании изделия; определение интервала размеров в осевой плоскости изделия для доменов в сложном полиэфире, по меньшей мере, некоторые размеры попадают в интервал от примерно 400 нм до примерно 700 нм; выбор светопоглощающей композиции, которая поглощает свет в области видимой части спектра на длинах волн, которые, по меньшей мере, по существу перекрывают интервал размеров доменов в сложном полиэфире; и добавление эффективного количества светопоглощающей композиции к сложному полиэфиру и несовместимому наполнителю и формование другого прозрачного контейнера той же желательной формы и размера и по существу маскирование любой оптической мутности в изделии.

Еще один или несколько других целей настоящего изобретения могут быть достигнуты в прозрачном изделии, включающем матрицу из термопластичного полимера; множество доменов, каждый из которых охватывает, по меньшей мере, один несовместимый наполнитель, диспергированный в полиэфирной матрице, домены имеют интервал размеров в осевой плоскости изделия, причем размеры, по меньшей мере, некоторых доменов в осевой плоскости изделия попадают в интервал величин от 400 до 700 нм; и, по меньшей мере, одну светопоглощающую композицию, причем, по меньшей мере, одна светопоглощающая композиция поглощает свет в области видимой части спектра, так что Х имеет величину меньше 9,6 в уравнении

где А_i означает процент света, поглощенного на длине волны i, где N_i означает число доменов на сто квадратных микрон на длине волны i, и где i лежит в интервале от 400 до 700 нм.

Еще один или несколько аспектов настоящего изобретения могут быть дополнительно реализованы способом получения прозрачного изделия, изготовленного из смеси сложного полиэфира в качестве основного компонента, по меньшей мере, одного несовместимого наполнителя в качестве неосновного компонента, диспергированного в первом, и, по меньшей мере, одной светопоглощающей композиции, включающим смешение выбранного количества наполнителя со сложным полиэфиром, формование изделия желательного размера и формы, причем домены, включающие несовместимый наполнитель, образуются в сложном полиэфире при формовании изделия; нахождение интервала размеров в осевой плоскости изделия для доменов в сложном полиэфире, по меньшей мере, некоторые размеры попадают в интервал от примерно 400 нм до примерно 700 нм; смешение выбранного количества светопоглощающей композиции со сложным полиэфиром для определения того, что светопоглощающая композиция поглощает свет в области видимой части спектра, так что Х составляет меньше 9,6 в уравнении

где А_i означает процент света, поглощенного на длине волны i, где N_i означает число доменов на сто квадратных микрон на длине волны i, и где i лежит в интервале от 400 до 700 нм, и добавление этого выбранного количества светопоглощающей композиции к сложному полиэфиру и выбранному количеству несовместимого наполнителя, и формование другого прозрачного контейнера того же желательного размера и формы с маскированием таким образом по существу любой оптической мутности в изделии.

Другие аспекты настоящего изобретения могут быть дополнительно реализованы способом маскирования оптической мутности в прозрачном изделии, изготовленном из термопластичного полимера в качестве основного компонента и, по меньшей мере, одного несовместимого наполнителя в качестве неосновного наполнителя, включающим изменение поглощения света прозрачным изделием на длинах волн, которые, по меньшей мере, по существу коррелируют с размерами, в осевой плоскости изделия, доменов в термопластичном полимере, образованных при формовании изделия и содержащих несовместимый наполнитель.

Подробное описание чертежей

На фиг.1 представлен пояснительный перспективный вид с частичным разрезом части ориентированного изделия, показывающий домены, содержащие несовместимый наполнитель, диспергированный внутри термопластичной полимерной матрицы.

На фиг.2 представлен поперечный разрез формованного ориентированного изделия, также показывающий домены, содержащие несовместимый наполнитель, диспергированный внутри термопластичной полимерной матрицы.

На фиг.3 представлен увеличенный поперечный разрез одного домена внутри термопластичной полимерной матрицы фиг.2.

На фиг.4 представлен увеличенный поперечный разрез домена фиг.3, сделанный по линии 4-4 на фиг.3.

На фиг.5 представлена микрофотография части прозрачного изделия до ориентации.

На фиг.6 представлена микрофотография той же части прозрачного изделия фиг.5 после ориентации до желательной формы и размера.

На фиг.7 представлен пояснительный график данных, полученных при анализе размеров доменов МКД-6 500 мл-й бутылки, полученной из сложного полиэфира и МКД-6.

На фиг.8А, 8В и 8С представлены спектры поглощения различных красителей: желтого, красного и синего, соответственно.

На фиг.9А, 9В, 9С и 9D представлены пояснительные спектры поглощения различных красителей: зеленого, оранжевого, карминного и розового, соответственно.

На фиг.10 представлен пояснительный график сравнения числа доменов на сто квадратных микрон, присутствующих в изделии на основе его размера в нанометрах, от % света, поглощенного конкретным зеленым красителем, обозначенным Sprite Green, в том же интервале длин волн в нанометрах для того же изделия.

На фиг.11 представлен пояснительный график сравнения числа доменов на сто квадратных микрон, присутствующих в изделии на основе его размера в нанометрах, от % света, поглощенного различными зеленым и красным красителями в интервале длин волн в нанометрах для того же изделия.

На фиг.12 представлен пояснительный график сравнения числа доменов на сто квадратных микрон, присутствующих в изделии на основе его размера в нанометрах, от % света, поглощенного различными синим и красным красителями в интервале длин волн в нанометрах для того же изделия.

Подробное описание изобретения

Согласно настоящему изобретению, разработаны профилированные прозрачные изделия, состоящие из термопластичного полимера и, по меньшей мере, одного несовместимого наполнителя, диспергированного в нем, причем мутность в изделии, обычно видимая невооруженным глазом обычного наблюдателя и образующаяся наиболее часто при растяжении или ориентации смеси термопластичного полимера и наполнителя в процессе производства изделия, по существу маскируется. Такие изделия особенно целесообразны для использования в промышленности по производству упаковочных материалов в форме контейнеров или бутылок.

Настоящее изобретение решает проблему мутности таким путем, который ранее никогда не применяли. Оно маскирует мутность, которая является видимой невооруженным глазом наблюдателя изделия и не требует использования низкомолекулярных наполнителей или наполнителей, имеющих размеры доменов в изделии меньше чем примерно 200 нм, или, иначе говоря, лежащих ниже самых малых длин волн видимой части спектра (т.е. меньше чем примерно 380-400 нм), так что образуется изделие, имеющее пониженную физическую мутность ниже примерно 4% на 15 мил толщины изделия. Вместо этого, настоящее изобретение маскирует любую оптическую мутность изменением поглощения света изделия на длинах волн, которые, по меньшей мере, по существу перекрывают интервал размеров доменов наполнителя в осевой плоскости изделия.

Под фразой "по меньшей мере, по существу перекрывают" и фразой "по меньшей мере, по существу коррелируют" также использованной в тексте, которые обе могут быть использованы взаимозаменяемо, подразумевается, что интервал длин волн, в нанометрах, в котором использованная светопоглощающая композиция поглощает свет в видимой части спектра, приближается или превышает интервал размеров доменов наполнителя в осевой плоскости изделия в степени, когда упомянутые размеры находятся между примерно 400 нм и примерно 700 нм, т.е. находятся в видимой части спектра. Таким образом, будет ясно, что интервал размеров доменов наполнителя не должен полностью перекрывать всю область видимой части спектра. Будет также понятно, что интервал длин волн не обязательно перекрывает весь интервал размеров доменов наполнителя в изделии для маскирования мутности, но скорее они перекрывают достаточно интервал размеров, чтобы по существу маскировать мутность. Например, возможно, чтобы интервал размеров доменов наполнителя в изделии превышал интервал или, по меньшей мере, частично попадал за пределы области видимой части спектра. Интервал длин волн светопоглощающей композиции должен только по существу покрывать тот интервал размеров, который падает в область видимой части спектра для настоящего изобретения. В другом случае, если светопоглощающая композиция способна поглощать свет не во всем, а только в очень малой области, где существует только малое число доменов, было определено, что наблюдатель не будет иметь возможности видеть мутность контейнера или бутылки независимо от того, что свет при определенной длине волны не поглощается, где могут существовать несколько доменов. То есть, существование остающихся нескольких конкретных доменов, имеющих размеры, которые не соответствуют (т.е. попадают за пределы интервала) длинам волн поглощения света использованной светопоглощающей композиции, видно как de minimus настоящего изобретения, и не будет предотвращать существенное маскирование оптической мутности в изделии. Для практических целей маскирование оптической мутности будет достаточным, если косметический внешний вид изделия, имеющего по существу замаскированную мутность, приемлем для соответствующей отрасли промышленности, в частности для промышленности по производству контейнеров бутылок, как прозрачное изделие, которое может быть практически использовано в торговле.

В дальнейшем определении фраз "по меньшей мере, по существу перекрывает" и "по меньшей мере, по существу коррелирует" также следует понимать, что чем больше число доменов, имеющих конкретные размеры в осевой плоскости изделия, тем желательно большее должно быть поглощение света на соответствующей длине волны. Однако было установлено, что не обязательно должно быть отношение один к одному или больше между интенсивностью (т.е. количеством) поглощения для светопоглощающей композиции и числом доменов, имеющих конкретный размер. Если значительная часть света поглощается светопоглощающей композицией на длине волны, которая коррелирует с конкретным размером доменов в изделии, тогда полагают, что произойдет, по меньшей мере, значительное маскирование мутности.

В частности, установлено, что светопоглощающая композиция, которая поглощает свет в видимой части спектра, так что Х составляет меньше 9,6 в уравнении

где А_i означает процент света, поглощенного на длине волны i, где N_i означает число доменов на сто квадратных микрон (10⁸ нм²) на длине волны i, и где i лежит в интервале от 400 до 700 нм (т.е. в видимой части спектра) по существу перекрывает домены и, по меньшей мере, начинает снижать оптическую мутность изделия.

Иными словами, чтобы снизить оптическую мутность изделия, в соответствующую часть изделия должна быть включена светопоглощающая композиция, обычно в единую непрерывную часть изделия, где отмечается мутность, например, в боковую стенку контейнера или бутылки. Такая светопоглощающая композиция должна быть способна поглощать свет в видимой части спектра такой единой непрерывной части изделия, так что когда поглощение определяют на этой единой непрерывной части изделия без несовместимого наполнителя, Х составляет меньше 9,6 в уравнении

где L_i означает процент света, не поглощенного (т.е. доступного для отражения) на длине волны i, и N_i означает число доменов на сто квадратных микрон (10⁸ нм²) на длине волны i, и где i лежит в интервале от 400 до 700 нм (т.е. в видимой части спектра). Если Х меньше 9,6, тогда обычный наблюдатель, по меньшей мере, начнет видеть снижение оптической мутности изделия.

Кроме того, по мере того, как Х становится меньше, оптическая мутность изделия будет снижаться. Таким образом, хотя Х должно быть меньше чем 9,6 в вышеприведенном уравнении, для начала заметного снижения оптической мутности, но предпочтительно Х составляет меньше 9,5, более предпочтительно Х составляет меньше 9, и даже еще более предпочтительно Х составляет меньше 7,5. Будет понятно, что если домены не присутствуют (т.е. N=0), Х обязательно будет равен 0, и никакой мутности не будет проявляться. Аналогично этому, если краситель или светопоглощающая композиция поглотила большую часть света, доступного для отражения, в интервале длин волн, тогда процент пропущенного или отраженного света является низким (т.е. L приближается к 0), и поэтому Х будет низким до тех пор, пока не появится необычно высокое число доменов того же размера, что и длины волн. Другими словами, общее количество относительного света, доступного для отражения (т.е. которое не поглотилось) по всей видимой части спектра, от примерно 400 нм до примерно 700 нм, должно быть меньше чем 9,6. "Общее количество относительного света" рассчитывается как сумма всего света на каждой длине волны между примерно 400 нм и примерно 700 нм с большим количеством света, требуемым для каждой длины волны, имеющей домены на этой длине волны. Таким образом, относительное количество света, требуемого для поглощения, является взвешенным относительно числа доменов, присутствующих на этой длине волны.

Будет понятно, что определение того, будет ли светопоглощающая композиция поглощать свет для конкретного изделия ниже пороговой величины Х, относительно простое, и может быть осуществлено без дополнительных экспериментов. A_i означает процент света, поглощенного изделием, содержащим краситель без несовместимого наполнителя, на длине волны i; L_i означает процент света, доступного для отражения, на длине волны i, где i равно от 400 до 700 нм. Эти проценты могут быть рассчитаны по результатам измерения поглощения композиции, при этом следует помнить, что A_i+L_i=1. В большинстве случаев L_i будет равно 1 минус процент поглощенного света или процент света, доступного для отражения. Эти измерения могут быть проведены способом, описанным ниже. N_i означает число доменов на сто квадратных микрон на длине волны i, где i равно от 400 до 700 нм. N_i можно измерить СЭМ и нормализовать к квадратным микронам.

Интенсивность света на длине волны i может быть уместной в некоторых случаях и может быть разложенной в уравнении как I_i следующим образом:

где I_i означает интенсивность источника света на длине волны, разделенная на общий свет между 400 нм и 700 нм. Когда используют спектрофотометр, который измеряет процент света, I_i равно 1/300, и поэтому умножение на 300 нормализует свет до общего стандарта.

В сущности, установлено, что, используя более высокую концентрацию светопоглощающей композиции в изделии, можно более полно маскировать видимую мутность в изделии, где светопоглощающая композиция поглощает свет на конкретной длине волны менее интенсивно, чем на других длинах волн и/или где существует большое число доменов конкретного размера, соответствующего этой конкретной длине волны. Полагают, что любая требуемая интенсивность поглощенного света может быть рассчитана или заранее определена без проведения лишних экспериментов в расчете на концентрацию светопоглощающей композиции, толщину изделия и другие известные параметры, и коэффициенты согласно закону Бера-Ламберта-Букье (Beer-lambert-Bouguer).

Касаясь чертежей, показана часть профилированного прозрачного изделия, обычно обозначенная цифрой 10 на фиг.1. Как показано, часть 10 была ориентирована или растянута во всех направлениях внутри осевой плоскости изделия, включая оба радиальное (Х) и осевое (Y) направления, как показано стрелками. Под термином "осевая плоскость" подразумевается, что общая плоскость изделия практически параллельна поверхности изделия, или, говоря иными словами, что общая плоскость изделия по существу перпендикулярна линии взгляда наблюдателя.

Часть 10 включает матрицу из термопластичного полимера 12, содержащую дискретные частицы 14 несовместимого наполнителя, диспергированного в ней, где несовместимый наполнитель не является эластичным или деформируемым, как сложный полиэфир и другие термопластичные полимеры (например, частицы каолина), полости 16 охватывают частицы 14. Если предположить использование сферических частиц наполнителя 14 при смешении с полимерной матрицей 12, равномерное диспергирование частиц и равномерную ориентацию изделия во всех направлениях в пределах осевой плоскости, то поперечное сечение полостей 16 теоретически будет круглым, как показано на фиг.4, при рассмотрении перпендикулярно осевой плоскости. Однако на практике распределение наполнителя и растяжение изделия не является точным, и наиболее часто образуются полости неправильной формы, имеющие различную длину, ширину и высоту.

Будет понятно, что несовместимый наполнитель может быть эластичным и деформируемым как сам термопластичный полимер. Такие наполнители сами могут включать различные термопластичные полимеры, типа полиамидов. В случае полиэфирной матрицы несовместимый наполнитель будет растягиваться как сложный полиэфир и образовывать растянутую дискретную меньшую фазу 17 внутри полиэфирной матрицы. Эта фаза 17 будет по существу включать не только частицы 14, но также полости 16 на фиг.1. Таким образом, эластичный наполнитель будет растягиваться и заполнять все полости. На фиг.1 меньшая фаза 17 наполнителя будет охватывать полную окружность, обозначенную цифрой 16, а также окружность, обозначенную цифрой 14.

Известно также, что часто при образовании неправильных форм две или несколько дискретных меньших фаз наполнителя могут объединиться с образованием более крупных структур. Для целей настоящего изобретения цифры 17 и 27 на фиг.1-4 будут относиться далее в тексте к "дискретным фазам" или "меньшим фазам" наполнителя, если не указано иначе, и будут включать площадь или объем, обозначенный обеими цифрами 16 и 14 на фиг.1 и цифрами 26 и 24 на фиг.2-4 соответственно. Эта лексика связывает настоящее изобретение с использованием эластичных термопластичных полимеров в качестве несовместимого наполнителя, но не обязательно будет ограничивать ими объем притязаний, настоящее изобретение по существу и по объему притязаний изложено в прилагаемой формуле изобретения.

В отличие от пояснительного чертежа, разрез изделия вдоль любой конкретной осевой плоскости будет проходить через дискретные малые фазы 17 в различных местах по высоте каждой фазы до тех пор, пока, как показано в данном описании, все малые фазы 17 не будут равномерно параллельными на конкретной осевой плоскости. Таким образом, некоторые дискретные фазы должны оказаться меньше других на любой конкретной осевой плоскости. Аналогично этому, разрез изделия вдоль любой конкретной поперечной п