具有混色的基于纤维素乙酸酯的产品的制造方法以及用该方法获得的例如眼镜等产品

摘要

本发明涉及具有混色的基于纤维素乙酸酯的产品的制造方法及其产品，例如眼镜。所述方法用于获得具有在半透明度上和在深度上能够被感知的美学式样的产品，包括以下步骤：(i)制造美学式样均匀但主着色浓度不同(Cn>...>C2>C1≥0)的至少两种热塑性材料起始元件(L1-Ln；S1'-Sn')，至少所述主着色在特定热塑性材料中为渗出型；(ii)将两种起始元件成形为条带或条块(S1-Sn；S1'-Sn')，其宽度为成品的特征性尺寸的因数，不小于1/5；(iii)将主着色浓度不同的至少两个条带或条块插入工作架中，按照并排布置方向并排布置；(iv)施加压力和热以使热塑性材料熔融和固化为单一个体，同时使主着色至少从主着色浓度较大的条带或条块向主着色浓度较小的条带或条块迁移，由此在不同条带或条块间的边界区形成模糊色调。

说明书

技术领域

本发明涉及基于纤维素的酯、聚酯和共聚酯的热塑性材料片材的制造方法。具体而言，本发明涉及用于获得具有渐变混合色的塑料材料片材(特别用于护目镜(eyewear)工业、时尚珠宝首饰业和以优雅吸引力为特征的产品中)的上述方法，还涉及可以由该片材获得的产品。 

背景技术

自从发现以来，纤维素酯一直用于制造具有强的美学吸引力的产品。其中，在护目镜和时尚珠宝首饰业中特别广泛使用的材料是纤维素乙酸酯。 

这类聚合物的优点在于热塑性、透明性、着色性、延展性以及物理-机械特征，这些使得它们适合用于护目镜工业、光学工业、时尚珠宝首饰业，近来还适合用于技术仪器工业。 

通常，该材料以半成品片材的形状供应给产品制造商，该半成品片材已经具有其特征性颜色(具有在片材深度上在透明度上被感知的不同式样)，随后其被简单地切割以获得最终产品(例如眼镜架)。 

其中，已知用于获得所述片材的工艺是湿块(wet block)工艺(例如可获自同一申请人的以商品名或制造的材料)、挤出和共挤出(例如可获自同一申请人的以商品名制造的材料)、干块(dry block)工艺(例如可获自同一申请人的以商品名或制造的材料)、注塑和共注塑。通过典型的加工，将粉末(富含塑化剂和溶剂)、颗粒、不同形状和厚度的半成品(其中也包括片材)熔融，可以赋予此类片材强的美学吸引力。 

历史上，最早的赋予片材的美学效果是借助于自然的效果。事实上，通过对纤维素酯进行加工，可以获得动物源的原材料(例如角、龟壳、骨)以及木材的合成仿 制品。 

可获得这些美学效果的一种块体加工(block processing)工艺公开于同一申请人拥有的EP267409中。多年来，此专利中公开的技术已经得到广泛使用，具有优异的有效性和满意度。其中，虽然相对量不同，将两种不同类型的基本颗粒状元件(例如颗粒、粉末、小方块(dice)、碎片……)均匀随机地混合，然后对其加压加热，以使它们变得紧密结合，从而产生暗着色向较亮材料部分整体扩散的效果。 

但是，该技术使得获得基本上均一的片材，即在整个片材上具有均匀分布的微小设计(具有几何均匀性或随机性)。因此这不允许在同一片材内在该片材的不同的预定区域之间获得模糊的色调或其他更明显的颜色变化。 

在许多情况下，市场需要获得替代性片材，该替代性片材允许在几何预定区域中获得一种颜色与另一种颜色之间的模糊效果。例如，在护目镜工业中，需要能够提供下述眼镜：其前片在上部具有较暗的颜色式样而在下部具有较亮的颜色式样(或反之)，或者在两侧具有较暗的颜色式样而在中部区域较亮(或反之)，其中，在不同式样之间具有一定的连续性。 

在本文背景下，“式样(pattern)”可理解为一种或多种颜色的任何布局，其在其相关区域中界定出了一个均匀的美学外观，例如单一颜色，或所谓的“哈瓦那(Havana)”或甚至是小方块/间色花格效果、尖角效果、其他几何/设想式样，等等。 

迄今为止，为了能够获得具有不同颜色的片材，可以以两种不同的方式进行加工：通过特殊的挤出技术(参见例如详细描述了挤出工艺的文献US 2,985,556和US3,513,060，而US 3,288,666也公开了如何应用具有彩色楔形物的挤出片材的实例)，或对不同的半成品进行粘结/热焊接或化学焊接。 

可以预期，这两种技术都不完全令人满意，均是因为它们太复杂，而且因为它们不允许获得一种式样与另一种式样之间的完美混合效果。事实上，在一种式样与另一种式样之间仍然残留了或多或少的分界线(特别是在粘结的情况下)，这可能不会具有美学吸引力。接合线有时也引起实际的局部变形(这由材料的差异性收缩或由接合方式导致的中断引起)。 

在通过这些已知领域的方案获得的半成品中，一些效果受到阻碍(例如，使用挤出注塑法时不能产生一些斑点；与之相反，使用标准块体法时，获得楔形物或插入物将意味着额外的加工，最终效果不能确定)，而其他效果则极其费力或昂贵。此外， 在用于获得眼镜(或其他产品)的片材中，或在用于眼镜(或其他成品)的大致成形的块体中，粘结/接合区会产生一些缺陷并使得成品更脆。在一些情况下，粘结或接合可以是可见的，从而产生膛线效果(rifling effect)或美学缺陷效果，这些缺陷归因于相互接合的不同组件的不同的空间行为。为了克服这些缺陷，已经提出以下方案：按照相对于片材的观察面倾斜几度(小于30°)的平面，沿着倾斜面焊接不同的片材。这允许获得模糊的颜色效果，其充分利用了在片材深度方向上引起模糊感觉的材料半清晰性。但是，这些技术也不是完全令人满意的。 

必须另外指出的是，不同材料的接合加工通常在小尺寸的半成品(例如眼镜架尺度的板材)上进行。这有碍于获得加工速度方面的规模经济，但如果存在可以在其中自动切割多个相同的印记的宽大表面片材，则可以实现该规模经济。 

最后，必须考虑到，产生两种不同式样的材料的不同加工和组成会显著地影响半成品的特征，因此还能够决定随着时间而出现差别的行为(收缩、颜色改变、表面外观……)，这使得各种组件的不同性质以不期望的方式逐渐显现。 

在通过将不同颜色的数个层层压而获得的片材中也出现了类似的问题。 

因此期望能够提供一种获得连贯材料的热塑性片材的方法，所述材料尽可能是均质的(homogeneous)，其中界定出了至少两种不同的式样或美学效果，二者能够完美地彼此区分开，但是不通过清晰的分界线而是通过模糊区来接合。 

发明内容

因此本发明的根本问题是提供一种制造热塑性材料片材的方法，在所述片材上存在以模糊区(软交会部)相互接合的至少两个可区分的式样区，其在几何上被限定在适当的位置。 

另一方面意在提供片材形状的该方法的产品，其可用作产品的半成品而无需进一步组装和/或粘结加工。 

这些目的通过此处所附独立权利要求中的必要条款所限定的方法和相关产品来实现。 

本发明的其他发明性方面描述于从属权利要求中。 

附图说明

在任何情况下，本发明的方法和产品的其他特征和优点将从下文对其优选实施方式的详细描述中变得更明显，所述实施方式以实施例给出并在附图中阐明；在附图中： 

图1是本发明第一实施方式的方法步骤的示例性透视图；和 

图2是本发明的示例性半成品的俯视图，其中示出了成品的印记。 

具体实施方式

利用本身已知的方法的起始步骤，从(湿或干的)块体获得平面片材形状(通常厚度为0.15mm～3cm)的热塑性材料的半成品。 

具体而言，首先制造至少两种热塑性材料起始平面片材L1-Ln，它们具有均质但彼此不同的式样或美学外观。可以首先用本身已知的任何方法来制造片材，例如挤出、共挤出、注塑、共注塑、从湿块体(即，低沸点溶剂的百分比至多为30％)获得或从干块体获得，等等。 

各片材具有均质的式样，其可以由朴素的颜色(例如“浅蜜”色调)构成，或由预定的几何布局(例如，通过EP267409所述方法获得的所谓的“哈瓦那”间色花格式样，以及通过将颗粒、丝、碎片、小球、小方块、小圆柱体……混合而获得的其他类型的式样)构成。 

根据本发明的特有特征，制造了具有不同的主着色浓度的两个以上的起始片材，例如单色片材L1中的着色浓度C1小于小方块型片材L2中的着色浓度C2，C2进而小于小方块型片材L3中的着色浓度C3，即C3>C2>C1≥0。 

在本文背景下，“主着色”并不意味着仅在量上占主导地位的着色，而是“表征了式样”的着色，通常因为其在材料的整体美学外观上相对于剩余的材料混合物的颜色较暗，后者在美学上被感知为基质色或基底色。在两种不同颜色的小方块的典型混合物(如EP267409中所述)中，为了获得均质的“哈瓦那”式材料，存在一定量(例如80％)的浅色小方块，其具有一定量和类型的着色(例如蜜色调)，其中嵌入了另一量的较暗小方块(例如充有褐色着色)(另外20％)：后者确定了块体中的主着色，其浓度确定了该特定材料块体的美学特征。 

基本上，相对于形成片材的基底/基质的着色，主着色是定义并表征热塑性材料的半成品的式样的着色。 

此外，至少主着色必须是迁移性颜料/着色，即，不稳定的颜料/着色，因此其具有在块体熔融(无论是否干法还是湿法)的条件下(通常为50℃～270℃的温度和0.5MPa～4MPa的压力)扩散到其所混入的材料中的特性。 

如果该起始步骤用湿块法进行，已知的是从两个以上的块体B1-Bn中切出薄片而获得起始片材L1-Ln，从而通过本身已知的切割方法获得多个厚度约为0.5mm～25mm的片材。 

根据本发明，将多个起始片材L1-Ln(单独的或成组的)按照与片材的主表面垂直的平面进一步切割，形成相应的多个条带S1-Sn，其长度等于它们所源自的块体的尺寸长度，其尺寸宽度可用于所述方法的后续步骤中，根据应用，通常可以是15mm～60mm。根据本发明的特定方面，具体而言，条带的宽度是所要获得的成品的特征性尺寸的因数，但不小于该特征性尺寸的1/5、优选不小于1/3。具体而言，如果将眼镜架的前片认为是成品，那么特征性尺寸可以是其高度，即约20mm～100mm，因此条带S1-Sn的宽度约为10mm～50mm；或者特征性尺寸为其宽度，为约100mm～130mm，因此条带S1-Sn的宽度约为20mm～50mm。 

条带S1-Sn中的每一个都具有均质式样，而相互之间具有不同的式样，正如切割出这些条带的相应起始片材L1-Ln那样。 

切割成条带的操作可以按照直线来进行(用经典的直刀片)，或按照更复杂的切割线来进行，例如略有起伏的锯齿状线和梳状线等。 

作为另一选择，可以通过直接切割从挤出机输出的连续条带而获得条带S1-Sn，所述连续条带发挥上述起始片材L1-Ln的功能。 

随后，根据第一实施方式，将至少两个(但可以是甚至三个或更多)不同类型的条带S1-Sn彼此邻接地安装(各自的纵向轴平行)在工作架(workform)中，从而界定出基础模块(其宽度约为所要获得的成品片的特征性尺寸)，其可以重复数次(总是将条带并排地布置)直到覆盖了工作架的整个宽度为止(图1)。 

在本文背景下，应该理解的是，“宽度”是横贯最长(纵向)尺寸的尺寸，而成品的特征性尺寸是指：沿着该特征性尺寸，会跨过至少两个可区分的式样区之间的所需模糊区。 

构成基础模块的各个条带或带状物可以是几何上相同的，但也可以具有不同的外形和尺寸。此外，两个并排的基础模块可以共有条带(S1-Sn)，因此可以将其设想 为具有两倍于单模块所需的宽度，所以其一半属于一个基础模块，另一半属于相邻的基础模块。 

根据该第一实施方式，在铺设了基础模块的第一层(由至少两个相邻的不同条带S1-Sn组成)或并排的多个基础模块的第一层后，将相同基础模块的相同层(或彼此并排放置的相同基础模块的相同层)放置在上面(这些层相对于工作架具有相同的取向和排布方式等)，直到所需数量的层达到所需的高度。 

在本文背景下，术语“工作架”应理解为包围框架(containment frame)，其常用于通过压力和热制造热塑性材料(通常纤维素乙酸酯)的块体。 

在工作架已经填充有达到所需高度的多个叠置的基础模块层后，使分成条带的所获得的层状体经受压力和热，其程度为从(湿或干)块体形成加工件的过程中所常见的程度，例如，在干块体情况下，为0.9Mpa、170℃并持续约20分钟的时间。 

在该压缩和加热步骤期间，热塑性材料的各个条带和层相互结合，由此产生紧密的块体。与此同时(但也部分地在烘箱中任何干燥的最后步骤(如果有的话)期间)，迁移性着色/颜料(根据定义，其是不稳定的着色/颜料)倾向于迁移，特别是从主着色浓度较高的部分向主着色浓度较低(或为0)的部分迁移；这确定了从主着色量较高的条带向主着色浓度较低的条带迁移的可视效果，特别是在与各条带之间的有限的边界区相关的地方，因此，在一个条带和另一个条带之间的接触区中(即，沿着获得多个彼此不同的条带S1-Sn时所用的切割线)确定了模糊色调。 

不论导致其的物理现象(渗透作用、溶剂对颜料的拖拽和处于流体状态的塑性材料中的粘性流，等等)如何，颜料/着色的迁移都会在一个条带和另一个条带之间产生渗出/模糊效果，该效果是美学上所期望的(但是在其他应用中，可能认为其是着色的缺陷指数)。 

在熔融/成熟的最后，即，当材料已完全变硬并紧密堆积在块体中时，将所述块体从工作架中取出，然后按照与起始条带S1-Sn的主表面平行的平面(使用本身已知的方法)将其再次切成最终片材。 

然后获得了多个最终片材——如果它们源自从湿块体获得的起始片材，则可以对其再次进行充分干燥；这些最终片材的美学外观与一个或多个并排布置的基础模块的美学外观对应，但是，其中各个不同式样的条带S1-Sn之间的分隔线具有所需的模糊色调。 

本发明的这些最终片材的美学外观带有不同式样/颜色的大量条带S1-Sn，这些条带可以以模块形状重复，这些最终片材构成了可以从中切割出所需最终产品的半成品。具体而言，从双条带基础模块中可以切割出眼镜架的前片，其位于片材上且宽度在条带的纵向方向(图2)，由此在前片的上部具有一种式样/着色，而在前片的下部具有另一种式样/着色，在二者之间是平滑的过度/模糊区。作为另一选择，前片还可以位于旋转了90°的片材上，即，其宽度在与条带交叉的方向上(未示出)。 

当最终片材的表面式样或外观由多个并排的基础模块组成时，可以切割对应的多个大致成形的纵列(file)以获得最终产品(例如眼镜的前片)。 

根据替代性实施方式，提供使用厚度较大(大于35mm)的条带S1'-Sn'，这基本上等于工作架中的块体的所需高度。因此在该情况下不必重叠地放置很多层基础模块，一层(或稍多一些)就足够。根据该变化形式，条带S1'-Sn'通常呈现小块体或条块(loaf)的外观。所述条块仍然可以通过挤出或通过切割非常厚的片材而直接获得(其数量多至在极限情况下呈现块体的外观)，这与从前述实施方式的薄初始片材L1-Ln获得的薄条带S1-Sn相似。 

作为另一选择，根据本发明的优选实施方式，条块形状的条带S1'-Sn'各自从并排布置的多个相同的亚条带St1'-Stn'获得，所述亚条带St1'-Stn'从旋转90°(从而在条带S1'-Sn'的表面上露出薄起始片材的侧边缘或前边缘，由此获得单个的亚条带)并且以“堆叠方式”相互排布的薄条带获得。在该情况下，条块S1'-Sn'的宽度由以“堆叠方式”相互并排布置的薄条带的数量确定，并且限定了随后在最终半成品中将变得明显的条带的宽度，而分别在侧面或在前面旋转了90°的亚条带St1'-Stn'(根据定义，其具有低厚度)的宽度或长度则定义了条块S1'-Sn'的高度。 

该实施方式相对于所述第一实施方式具有优势性稳定性。事实上，在并排布置条块S1'-Sn'(实心的，或由多个亚条带St1'-Stn'组成)的步骤中，在铺设到工作架中时，由于它们在高度方向上是连续的，因此可以赋予并保持轻微的侧向挤压压力，这倾向于保持基础模块中的组成和排列；由此避免了不同的条块S1'-Sn'在工作架中在高压挤压步骤中可能不期望地相对彼此滑动的风险。反之，侧向挤压压力不适用于以上看到的第一实施方式的情况，因为在施加侧向压力时多层的重叠薄条带会倾向于歪斜或解体。 

根据本发明的另一实施方式，可以从具有成形的或以不规则方式形成的较大表 面的不规则片材获得要在工作架中的基本模块中并排布置和层叠的条带S1-Sn，而不是从平面片材获得(挤出或切下块体)。 

例如，可以假设获得具有均匀式样的起始不规则片材，其以例如EP 267409中所述的方法进行，然后加热并施加最小压力，从而可用于简单地实现混合物的单个基本部件的一体化合并(consolidate)，但是不足以界定均匀熔融的平面片材。因此在工作架中的最后的一体化合并过程中，可以按原样使用这些原始或预压缩的片材/条块，而不需要预先切割或切片。 

从上述说明可以明显看出，本发明的方法可以完美地实现前提中所提出的目标。事实上，以片材形式供应了一种半成品，由该半成品能够雕刻出成品的大致成形的空白区，该半成品具有按照不同式样/颜色的条带或带状物而构造的一个或多个基础模块，其中一个条带和另一个条带之间的(直线状或其他形状的)分隔线具有模糊的色调，这是市场所期望的优点。 

与多重片材的其他挤出或接合方法相比，该方法更加灵活，此外，还实现了更具吸引力的美学效果，并且没有缺陷。 

但是，应该理解的是不能认为本发明限于上述特定的设置，该特定设置仅表示其示例性实施方式，而是应认为不同的变体也是可行的，这些都是本领域技术人员无需背离所附权利要求所限定的本发明的保护范围即可实现的。 

例如，虽然仅显示了其中渗出的颜色紧密地混入基本部件构成材料中的实施方式，但可以推定渗出颜色可以以其他方式嵌入所述材料中。