[發明專利]利用微波技術制備光學彩色聚酯薄膜的方法

有效

• 申請號: 200910023607.0
• 申請日: 2009-08-17
• 公開（公告）號: CN101671965A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 彭波;韋瑋;高潮
• 申請（專利權）人: 彭波;韋瑋;高潮
• 主分類號: D06P3/54
• 分類號: D06P3/54;D06P5/20
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明屬于光學材料領域，具體為一種利用微波技術制備光學彩色聚酯薄膜的方法。

背景技術

光學彩色薄膜具有非常重要的用途，如可用于光學濾波片、光學保護膜等領域；也可用于調節日光照射的節能領域如汽車貼膜、家庭和辦公室的玻璃窗膜等。目前使用的高端光學彩色膜一般是通過真空蒸鍍或等離子濺射方法得到，成本較高；另外，由于受制于真空腔以及靶材的尺寸限制，因而只適合于小尺寸樣品的制備。

光學彩色膜的基材一般是聚酯類薄膜。工業中大規模制備光學彩色膜通常采用以下一些技術。

一種已知的制備方法是將著色劑加入到聚酯原料的熔融體中，通過擠出機吹塑直接得到著色的薄膜。利用這種方法得到的彩色薄膜具有優良的性能，但是這種工藝對于少量薄膜的著色很不現實，并且對于需要頻繁改變顏色的薄膜制作較為不便。同時薄膜的透明度，灰度也有一定缺陷。

另一種已知的聚酯薄膜著色方法包括溶劑法和溶劑輔助法。溶劑法是在溶有分散染料的有機溶劑中對聚酯膜進行著色，有機溶劑不僅充當分散染料的溶解介質，同時還對聚酯薄膜有溶脹作用，便于染料分子能夠擴散到薄膜內部。溶劑輔助法是利用分散染料在水相中的懸浮液，加入適量的有機溶劑，在水的沸點附近利用懸浮液對薄膜進行著色。這兩種方法需要在水相及溶劑的沸點附近進行加工，溶劑損失量大、時間長、薄膜著色均勻性難以保證。特別是時間長，成本大量增加，對大工業化生產不利。

中國發明專利CN1243133公開了另一種著色膜的制備方法，是將分散染料、增稠劑以及水混合得到具有一定粘度的染料混合物；然后輥涂在聚酯膜的一個表面，采用加熱方法使染料從涂覆層通過熱遷移進入薄膜的內部；最后，通過溶劑或冷熱水的交替洗滌除去薄膜表面的多余染料以及水溶性增稠劑，從而得到彩色聚酯薄膜。采用這種制備方法只能得到單面著色的聚酯薄膜，若要進行雙面著色，則需要將同樣的工藝過程重復進行，較為繁瑣和不便。此外，在光學級要求下，均勻的輥涂也是一個技術難題。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明提出了一種利用微波技術制備光學彩色聚酯薄膜的制備方法，目的在于利用微波著色技術連續地對聚酯薄膜進行著色，從而獲得光學彩色薄膜。

微波一般可分為米波、厘米波和毫米波，頻率為300～300,000MHz的電磁波、微波在干燥等領域的應用較為普遍，對于波長較長的電磁波/微波在其它工業部門已有廣泛的應用，并已作為熱源用于人們的日常生活中。在織物著色行業，除了可用于烘干外，還可用于染色中的固色，如滌綸用分散染料的高溫固色和印花固色，可以大大降低能源的消耗、提高染料的利用率，縮短時間。

利用微波技術制備光學彩色薄膜具有常見的彩色薄膜制備技術不可比擬的優點，包括：①微波能瞬間穿透被加熱的染料和薄膜，只需要加熱數秒至幾分鐘，無需預熱。停止加熱也是瞬間的，沒有余熱，因此與常見的電加熱方式相比升溫速率快；②由于被加熱物體本身發熱，周圍空氣和裝置等不加熱，不會造成熱損失，因此熱效率高；③由于被加熱物各部分同時發熱，整個物體內外部都能均勻加熱，不會像常見的傳導加熱產生物體表面和內部較大的溫度差；④升溫速率和溫度控制可以比較容易地用微波發生器的功率量的大小來調整；⑤微波除了有快速升溫的效果外，還能使水分子、染料分子產生振動，促進染料的溶解和擴散，保持染料體系的均勻性，避免由于染料的濃度差造成薄膜瑕疵。因此，與常見的著色方式相比，利用微波技術能夠大大縮短著色時間，提高上染率、保證染料體系濃度的均勻性和上染的均勻性。

本發明公開的利用微波技術制備光學彩色聚酯薄膜的制備方法，包括如下的步驟：

(1)、將聚酯原膜傳輸進入在水相穩定的分散染料懸浮液中，同時利用微波加熱懸浮液進行著色，加熱溫度為80～85℃，著色時間在10～120秒之間；

(2)、對著色的聚酯薄膜進行水洗，直至徹底洗去薄膜表面的染料分散劑，水洗液為含有質量比為0.1～5％的表面活性劑；

(3)、對水洗后的著色聚酯薄膜用溶劑進行再次清洗，溶劑為低沸點的有機溶劑，比較好的洗滌溶劑包括乙醇、丙酮或乙酸乙酯，考慮到毒/副作用以及清洗效果，選擇乙醇最佳；

(4)、將經溶劑洗后的著色聚酯薄膜進行烘干，烘干溫度130～170℃，烘干時間在10～120秒之間。