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樹脂組成物及其成形品與積層板的制作方法

文檔序號:3615861閱讀:275來源:國知局
專利名稱:樹脂組成物及其成形品與積層板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明是有關(guān)一種具有光擴散性的樹脂組成物,特別是有關(guān)一種包含光擴散劑、紫外線吸收劑及熒光劑的樹脂組成物,并有關(guān)于以此樹脂組成物成形而得的樹脂成形品。
背景技術(shù)
在燈罩、燈光招牌及透光型顯示器的光擴散板等光擴散性部件的材料中,含有光擴散劑的甲基丙烯酸甲酯類等的樹脂組成物的應(yīng)用最為廣泛。近年來,為進一步節(jié)省能源,在照明裝置及透光型顯示器的應(yīng)用上,皆要求其所使用的光擴散性部件具有良好的光擴散透過率。另外,由于光源燈具提供的的亮度愈來愈高,所以光擴散性部件的耐久性也很重要。
在公知技術(shù)中,已有許多關(guān)于含有光擴散劑的甲基丙烯酸甲酯類等樹脂組成物的提案,不過沒有一個能符合光擴散透過率及耐久性的要求。再者,透射光偏黃也是另一個重要問題。
為改良上述樹脂組成物的耐久性,公知的一種方法是在其中添加苯并三唑(benzotriazole)或二苯甲酮之類的紫外線吸收劑。然而,如果為了提升耐久性而大量添加此種添加物,則其透射光或反射光將會偏黃。為解決此問題,可再于樹脂組成物中添加熒光劑。不過,由于激發(fā)熒光劑所需的光源為波長370nm附近的紫外線,而此種紫外線會被前述紫外線吸收劑所吸收,所以添加熒光劑無法發(fā)揮預(yù)期的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即為解決上述問題,而提出一種樹脂組成物,其所制成的光擴散部件具有良好的光擴散穿透率及耐久性,且可避免透射光偏黃。
在深入研究之后,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)樹脂組成物中含有特定含量的光擴散劑,以及特定種類及含量的紫外線吸收劑及熒光劑時,就可以符合上述要求,其即為本發(fā)明。
本發(fā)明所提出的樹脂組成物包括100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂、0.1~20重量份的光擴散劑、0.0005~0.1重量份的紫外線吸收劑,以及0.0001~0.01重量份的熒光劑,其中該紫外線吸收劑系由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺(oxalanilide)類中所選出的。
本發(fā)明并提出由前述樹脂組成物所制成的成形品,其厚度為0.8~5mm,其中該光擴散劑的單位面積含量為1~500g/m2,由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺類所選出的紫外線吸收劑的單位面積含量為0.02~3g/m2,且該熒光劑的單位面積含量為0.001~0.3g/m2。
本發(fā)明并提出以前述樹脂組成物為主體的積層板,其是在前述樹脂組成物所構(gòu)成的樹脂層(A)的至少一面上,層合由另一樹脂組成物所構(gòu)成的樹脂層(B)而得。此另一樹脂組成物包括100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂,以及0.01~3重量份的紫外線吸收劑,其是由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺類中選出的。
具體實施例方式
以下將以多個實施例詳細說明本發(fā)明。
在本發(fā)明中,甲基丙烯酸甲酯類樹脂為包含重量百分比在50(即50wt%)以上的甲基丙烯酸甲酯單元的聚合物。具體而言,就是僅由甲基丙烯酸甲酯單體聚合而成的聚甲基丙烯酸甲酯,或是由50wt%以上的甲基丙烯酸甲酯單體及50wt%以下可與其共聚合的不飽和單體共聚合而得的共聚物。
可與甲基丙烯酸甲酯共聚合的不飽和單體例如是甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯甲酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯等等的甲基丙烯酸酯類;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、2-乙基己基丙烯酸酯、2-羥乙基丙烯酸酯等等的丙烯酸酯類;甲基丙烯酸及丙烯酸等不飽和酸類;以及苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、順丁烯二酸酐、苯基順丁烯二酰亞胺(phenyl maleimide)、環(huán)己基順丁烯二酰亞胺等等,如有必要亦可同時使用兩種或兩種以上。另外,上述共聚物中亦可含有戊二酸酐單元或戊二酰亞胺單元。
此外,苯乙烯類樹脂為包含重量百分比50(即50wt%)以上的苯乙烯單元的聚合物。具體而言,就是僅由苯乙烯單體聚合而成的聚苯乙烯,或是由50wt%以上的苯乙烯單體及50wt%以下可與其共聚合的不飽和單體共聚合而得的共聚物。
可與苯乙烯共聚合的不飽和單體除了甲基丙烯酸甲酯之外,就是之前所例舉的各種不飽和單體(當(dāng)然除了苯乙烯之外)。
在本發(fā)明的樹脂組成物中,如以甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂的含量為100重量份,光擴散劑的含量為0.1~20重量份,較佳為0.3~15重量份,更佳則為1~10重量份。如果光擴散劑的含量不到0.1重量份,則樹脂組成物的光擴散性將不足;而當(dāng)其含量高于20重量份時,樹脂組成物的強度會不足。
此外,在光擴散劑的粒徑方面,為使組成物的成形品具有足夠的遮蔽性,其重量平均粒徑較佳在1μm以上;而為使其強度或外觀合乎標準,其重量平均粒徑在30μm以下,且較佳在20μm以下。
光擴散劑通常為折射率與甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂基材相異的無機類或有機類透明粒子。二者的折射率差異的絕對值較佳在0.02以上,以產(chǎn)生足夠的光擴散效果;并且較佳在0.13以下,以維持足夠的光透過率。再者,在本發(fā)明中,由光擴散劑與基材的折射率差異所造成的光擴散性謂的內(nèi)部擴散性;而因光擴散劑粒子浮出基材表面,使其凹凸不平而產(chǎn)生的光擴散效果謂的外部擴散性。
無機類的光擴散劑例如是碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鈦、氫氧化鋁、氧化硅、玻璃、滑石、云母、白煙(white carbon)、氧化鎂、氧化鋅等等,其表面較佳以脂肪酸等作處理。另外,有機類的光擴散劑例如為苯乙烯類聚合物粒子、丙烯酸類聚合物粒子、硅氧烷聚合物粒子等,重量平均分子量為500,000~5,000,000的高分子量聚合物粒子,或是以丙酮溶解時膠體(gel)比例在10%以上的橋接聚合物粒子。如有需要,上述光擴散劑可同時使用兩種或兩種以上。
此處構(gòu)成苯乙烯類聚合物粒子的單體中,包含50wt%以上,僅具有一個可行自由基聚合的雙鍵的苯乙烯類單體。在下文中,僅具有一個可行自由基聚合的雙鍵的苯乙烯類單體稱為單官能基單體,而具有至少兩個可行自由基聚合的雙鍵的苯乙烯類單體稱為多官能基單體。此苯乙烯類聚合物粒子例如是,由苯乙烯類單官能基單體聚合而得的高分子量聚合物粒子、由苯乙烯類單官能基單體及其它單官能基單體聚合而得的高分子量聚合物粒子、由苯乙烯類單官能基單體及多官能基單體聚合而得的橋接聚合物粒子、由苯乙烯類單官能基單體及其它單官能基單體及多官能基單體聚合而得的橋接聚合物粒子等等。制備該些苯乙烯類聚合物粒子的方法通常為懸浮聚合法(suspensionpolymerization)、微懸浮聚合法、乳液聚合法及分散液聚合法等等。
苯乙烯類聚合物粒子中所包含的苯乙烯類單官能基單體除了苯乙烯之外,尚包括氯化苯乙烯、溴化苯乙烯等的鹵化苯乙烯,或是乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯等烷基苯乙烯等等,如有需要亦可使用兩種或兩種以上。
除了苯乙烯類單官能基單體以外,苯乙烯類聚合物粒子中所含的其它單官能基單體例如為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯甲酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯等等的甲基丙烯酸酯類化合物;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、2-乙基己基丙烯酸酯、2-羥乙基丙烯酸酯等等的丙烯酸酯類;以及丙烯腈等等,如有必要尚可使用兩種或兩種以上。不過,其中尤以甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯類較佳。
苯乙烯類聚合物粒子中所含的多官能基單體例如為1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、正戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、四丙二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、異戊四醇(pentaerythritol)四甲基丙烯酸酯等多價醇類與兩個或兩個以上甲基丙烯酸分子化合的酯類;1,4-丁二醇二丙烯酸酯、正戊二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、四丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、異戊四醇(pentaerythritol)四丙烯酸酯等多價醇類與兩個或兩個以上丙烯酸分子化合的酯類;二乙烯苯、鄰苯二甲酸二丙烯酯等等的芳香族多官能基單體等等,如有需要亦可同時使用兩種或兩種以上。
苯乙烯類聚合物粒子的折射率是依其組成成分而定,通常為1.53~1.61。一般而言,當(dāng)構(gòu)成粒子的單體中包含愈多苯基取代的單體,或是愈多鹵素取代的單體時,折射率就愈高。
另外,構(gòu)成丙烯酸類聚合物粒子的單體中,包含50wt%以上的丙烯酸類單官能基單體。此丙烯酸類聚合物粒子例如是,由丙烯酸類單官能基單體聚合而得的高分子量聚合物粒子、由丙烯酸類單官能基單體及其它單官能基單體聚合而得的高分子量聚合物粒子、由丙烯酸類單官能基單體及多官能基單體聚合而得的橋接聚合物粒子、由丙烯酸類單官能基單體及其它單官能基單體及多官能基單體聚合而得的橋接聚合物粒子等等。制備該些丙烯酸類聚合物顆粒所使用的方法通常為懸浮聚合法(suspension polymerization)、微懸浮聚合法、乳液聚合法及分散液聚合法等等。
丙烯酸類聚合物粒子中所包含的丙烯酸類單體例如為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯甲酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯等等的甲基丙烯酸酯類化合物;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲酯、2-乙基己基丙烯酸酯、2-羥乙基丙烯酸酯等等的丙烯酸酯類;以及甲基丙烯酸及丙烯酸等等,如有必要尚可使用兩種或兩種以上。
除了丙烯酸類單體之外,丙烯酸類聚合物粒子中所包含的單官能基單體例如為之前苯乙烯類聚合物粒子所能包含的苯乙烯類單官能基單體,或是丙烯腈,如有必要尚可使用兩種或兩種以上,不過其中以苯乙烯較佳。再者,丙烯酸類聚合物粒子中所包含的多官能基單體例如為苯乙烯類聚合物顆粒所能包含的多官能基單體,而如有必要亦可使用其中兩種或兩種以上。
丙烯酸類聚合物粒子的折射率依其組成成分而定,通常為1.46~1.55。一般而言,如同苯乙烯類聚合物粒子的情形,當(dāng)構(gòu)成聚合物粒子的單體中包含愈多苯基取代的單體,或是愈多鹵素取代的單體時,折射率就愈高。
硅氧烷類聚合物顆粒一般稱作硅酮橡膠(silicone gum)或硅酮樹脂,其在常溫下使用時呈固體狀。硅氧烷類聚合物的制備一般是使二甲基二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、苯基甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、苯基三氯硅烷等化合物水解,并進行縮合反應(yīng)而得產(chǎn)物。如此所得的聚合物可再以過氧化苯(benzoyl peroxide)、過氧化-2,4-二氯苯、過氧化對氯苯、過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide)、過氧化二三級丁基、2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧基)己烷等過氧化物處理,以進行橋接反應(yīng)。此外,如果前述聚合物的末端有硅醇基,即可以烷氧基硅烷進行縮合橋接反應(yīng)。該硅氧烷類聚合物較佳為其中任1個硅原子與2~3個有機官能基連接的橋接聚合物。
硅氧烷類聚合物粒子例如為以機械方式粉碎硅氧烷類聚合物所得者。另外,如日本專利申請案早期公開公報第昭59-68333號所述,制造此粒子的方法是將具有線狀有機硅氧烷團塊的可硬化性聚合物或其組成物以噴霧的方式硬化之,而得球狀粒子。再者,如日本專利申請案早期公開公報第昭60-13818號所述,也可以將烷基三烷氧基硅烷的水解縮合物或部分水解縮合物加入氨水或醯胺類的水溶液中,使其再次水解縮合而得球狀顆粒。
硅氧烷類聚合物顆粒的折射率依其組成成分而定,通常為1.40~1.47。一般而言,當(dāng)苯基愈多時,或是與硅原子直接鍵結(jié)的有機官能基愈多時,折射率就愈高。
本發(fā)明的樹脂組成物中更包含由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺(oxalanilide)類中所選出的紫外線吸收劑。如以甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂的含量為100重量份,則紫外線吸收劑的含量為0.0005~0.1重量份,較佳為0.003~0.05重量份的,更佳則為0.005~0.03重量份。如果樹脂組成物中紫外線吸收劑的含量低于0.0005重量份,則其耐久性將不足;反之,如果含量高于0.1重量份,則此紫外線吸收劑容易滲出,在成形時不易處理。
為得到足夠的耐久性,上述2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類較佳為下式(1)的化合物 (其中,X為氫原子、碳數(shù)1~6的烷基或碳數(shù)1~6的烷氧基,且R1及R2各自為碳數(shù)1~6的烷基)。
在式(1)中,X所表示的烷基與烷氧基中的烷基各自為直鏈或具支鏈的烷基,例如為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基等等。X較佳為氫原子、碳數(shù)1~4的烷基或碳數(shù)1~4的烷氧基,而X的取代位置較佳為對位(para)。
另外,式(1)中R1及R2所代表的烷基各自為直鏈或具支鏈的烷基,例如為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基等等。也就是,R1及R2亦較佳各自為碳數(shù)1~4的烷基。
另一方面,在耐久性的考量下,上述草酸縮苯胺(oxalanilide)較佳為下式(2)所示的化合物 (其中R3及R4各自為碳數(shù)1~6的烷基)式(2)中R3及R4所代表的烷基各自為直鏈或具支鏈的烷基,例如為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基等等。也就是,R3及R4較佳各自為碳數(shù)1~4的烷基。另外,而R3及R4的取代位置較佳為鄰位(ortho)。
本發(fā)明的樹脂組成物中更包含一熒光劑。如以甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂的含量為100重量份,則熒光劑的含量為0.0001~0.01重量份,較佳為0.0003~0.005重量份的,更佳則為0.0005~0.003重量份。如果樹脂組成物中熒光劑的含量低于0.0001重量份,則透射光將偏黃;反之,如果含量高于0.01重量份,則熒光劑容易滲出,在成形時不易處理,而仍會使透射光偏黃。
此處所謂的熒光劑為可以紫外光激發(fā)至高能階而放出可見光的材料,即一般稱作熒光顏料、熒光染料、熒光白色染料、熒光增白劑、熒光漂白劑等等的材料。此熒光劑例如為熒光黃(fluorescein)、硫代黃素(thioflavin)、伊紅(eosin)、堿性蕊香紅(rhodamine),以及該些熒光劑之衍生物;香豆素(coumarin)、咪唑(imidazole)、惡唑(oxazole)、三唑(triazole)、咔唑(carbazole)、吡啶(pyridine)、萘二甲酸(naphthalicacid)、咪唑酮(imidazolone)、二胺基-1,2-二苯乙烯二磺酸等類的化合物,如有必要亦可使用其中兩種或兩種以上。
再者,為進一步提高本發(fā)明的樹脂組成物的耐久性,可在其中添加空間阻障胺類化合物(hindered amine),如具有2,2,6,6-四烷基吡啶骨架的化合物。在此作法中,如以甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂的含量為100重量份,則空間阻障胺類化合物的含量通常在0.0001重量份以上,較佳為0.001份以上,更佳為0.003重量份以上。再者,在成本及透明性的考量下,其含量通常在0.1重量份以下,較佳為0.05份以下,更佳為0.03重量份以下。此外,如以由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類化合物及草酸縮苯胺(oxalanilide)類化合物中所選出的紫外線吸收劑的含量為100重量份,則空間阻障胺類化合物的含量通常在100重量份以下,且較佳為10~80重量份。
上述的空間阻障胺類化合物例如是琥珀酸二甲酯/1-(2-羥乙基)-4-羥基-2,2,6,6-四甲基派啶(piperidine)縮聚物、聚((6-(1,1,3,3-四甲基丁基)亞胺基-1,3,5-三氮雜苯-2,4-二基[1,3,5-triazine-2,4-diyl])((2,2,6,6-四甲基-4-派啶基)亞胺基)亞己基((2,2,6,6-四甲基-4-派啶基)亞胺基))、2-(2,3-二三級丁基-4-羥苯甲基)-2-正丁基丙二酸二(1,2,2,6,6-五甲基-4-派啶)酯、N,N’二(3-胺丙基)乙二胺與2,4-二(N-丁基-N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-派啶基)胺基)-6-氯-1,3,5-三氮雜苯的縮合物、二(2,2,6,6-四甲基-4-派啶基)癸二酸酯(sebacate)、二(2,2,6,6-四甲基-4-派啶基)琥珀酸酯,以及下式(3)所示的化合物,如有需要亦可使用兩種或兩種以上。不過,其中尤以下式(3)的化合物為佳。 其中Y為氫原子、碳數(shù)1~20的烷基、總碳數(shù)2~20的羧烷基、總碳數(shù)2~25的烷氧烷基,或是總碳數(shù)3~25的烷氧羰烷基(alkoxycarbonylalkyl)。
在上式(3)中,Y所代表的烷基、羧烷基、烷氧烷基或烷氧羰烷基中的各個烷基部分,包括烷氧基中的烷基與被烷氧基或烷氧羰基取代的烷基,各自可為直鏈或具支鏈的烷基。不過,Y較佳為氫原子或總碳數(shù)5~24的烷氧羰烷基,更佳為氫原子或烷氧羰乙基。此烷氧羰乙基例如為十二烷氧基羰乙基、十四烷氧基羰乙基、十六烷氧基羰乙基,或是十八烷氧基羰乙基。
本發(fā)明的樹脂組成物尚可包含各種添加劑,只要其添加量是在不會損及組成物特性的范圍內(nèi)。此添加劑例如為一耐沖擊劑,如同在丙烯酸類多層結(jié)構(gòu)聚合物或橡膠狀聚合物上,以乙烯類不飽和單體進行接枝聚合所得的接枝共聚物;又例如為烷磺酸鈉、烷基硫酸鈉、硬脂酸單甘油酯或聚醚酯醯胺之類的防靜電劑;空間阻障酚類之類的抗氧化劑;磷酸酯類的難燃劑;棕櫚酸(Palmitic acid)及硬脂醇類之類的潤滑劑;以及各種染料等等。如有需要亦可使用兩種或兩種以上。
制備本發(fā)明的樹脂組成物的方法可為合用的公知方法。舉例來說,可將前述甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂、光擴散劑、紫外線吸收劑、熒光劑及其它所需成分以Hanschel混合機或滾筒混合機(tumbler)等行機械式混合后,使用單軸或雙軸押出機或各種捏合機(kneader)于融熔狀態(tài)下行混練。另外,亦可將光擴散劑、紫外線吸收劑、熒光劑及其它所需成分與構(gòu)成甲基丙烯酸甲酯類樹脂的單體或其部分聚合的漿液(syrup)混合,再以連續(xù)或批次的方式使其聚合,并使組成物成形為丸粒狀或板狀。
本發(fā)明的樹脂組成物可以押出成形、射出成形及壓制成形等方法制成各式各樣的成形品。在應(yīng)用這些成形技術(shù)時,可選擇適當(dāng)?shù)墓椒?。舉例來說,如果所采用者為押出成形法,則可使用單軸或雙軸押出機將上述樹脂組成物熔化,再令其經(jīng)過T型模及滾輪組(roll unit)而押出得到板狀的成形品。另外,尚可使用兩臺或更多臺押出機,令上述樹脂組成物經(jīng)過分流器模具(feed block die)或多歧管(multi-manifold)及滾輪組,而押出得到具有一層上述樹脂組成物的板狀積層成形品。
在本發(fā)明的樹脂組成物的各種成形品中,厚度0.8~5mm的成形品較佳是用于招牌、燈光招牌、燈罩、陳列柜,以及透光型顯示器所用的光擴散板等等,且特別適合使用在燈光招牌、燈罩及透光型顯示器所用的光擴散板之類的光源或構(gòu)成光源裝置的光擴散部件上。此處透光型顯示器所用的光擴散板以液晶顯示器的背光模塊所使用的光擴散板為代表,其中背光可以是下方照光型的,也可以是端面照光(edge light)型的。另外,背光光源可為發(fā)光二極管或泠陰極管等等。
再者,對上述厚度0.8~5mm的成形品而言,較佳的情形是光擴散劑的單位面積含量為1~500g/m2,由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺類所選出的紫外線吸收劑的單位面積含量為0.02~3g/m2,且熒光劑的單位面積含量為0.001~3g/m2。
另一方面,近年來更有許多要求在光擴散材料成形品表面提供消除反光效果的應(yīng)用,尤其是在燈罩方面,而本發(fā)明的成形品也可以有很好的消除反光效果。
舉例來說,如所使用的成形法為押出成形,則可將特定尺寸及特定重量的不溶樹脂顆粒均勻分散在樹脂組成物中,以押出可消除反光的成形品;或是在積層完成后以滾筒(roll)轉(zhuǎn)印出凹凸不平的表面。如果所使用者為澆鑄(casting)聚合法,則可在制件消光層時以格室(cell)轉(zhuǎn)寫出凹凸不平的表面。
上述不溶樹脂顆粒的組成與其所在的樹脂組成物類似,具體來說,當(dāng)樹脂組成物主成分為甲基丙烯酸甲酯類樹脂時,其為橋接或高分子量甲基丙烯酸甲酯類樹脂;而當(dāng)樹脂組成物主成分為苯乙烯類樹脂時,其為橋接或高分子量苯乙烯類樹脂。
反之,如果樹脂組成物與不溶樹脂顆粒的組成有很大的差異,即可能產(chǎn)生面向耐沖擊性降低的問題,所以在組合二者時必須要注意。
成形品表面的凹凸程度較佳是在JIS-B0601所記載的,十點平均粗糙度(RZ)低于50μm的范圍。為達到此凹凸程度,在使用不溶性樹脂顆粒以造成凹凸表面的作法中,是將3~20重量份、重量平均粒徑為1~50μm的不溶性樹脂顆粒均勻分散在100重量份的樹脂組成物中,再進行押出。
如果十點平均粗糙度(RZ)高于50μm,則在成形品表面加上荷重時容易因刻痕效應(yīng)(notch effect)而斷裂。另外,如果不溶性樹脂顆粒的添加量超過前述范圍,成形品的面向耐沖擊性則會降低。
接著,本發(fā)明的積層板在由前述樹脂組成物所構(gòu)成的樹脂層(A)的至少一面上,層合由另一樹脂組成物所構(gòu)成的一樹脂層(B)而得。其中,樹脂層(A)的樹脂組成物的組成包含100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂、0.1~20重量份的光擴散劑、0.0005~0.1重量份的紫外線吸收劑,以及0.0001~0.01重量份的熒光劑,其中紫外線吸收劑由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類化合物及草酸縮苯胺(oxalanilide)類化合物中所選出的。該樹脂層(B)的樹脂組成物的組成包含100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂,以及0.01~3重量份的由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺類中選出的紫外線吸收劑。
構(gòu)成樹脂層(B)的樹脂組成物中的紫外線吸收劑由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺類中選出,其含量范圍與之前所述樹脂層(A)所包含的紫外線吸收劑相同,即對100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂而言,其含量為0.01~3重量份,較佳為0.05~2重量份,且更佳為0.1~1重量份。當(dāng)其含量低于0.01重量份時,積層板的耐久性會變差;當(dāng)其含量高于3重量份時,積層板表面的外觀即會變差。
另外,如同構(gòu)成樹脂層(A)的樹脂組成物,構(gòu)成樹脂層(B)的樹脂組成物中也可因應(yīng)不同的需求,而添加空間阻障胺類化合物或耐沖擊劑及防靜電劑等添加劑,只要其含量范圍不會損及本發(fā)明的目的即可。
此外,如同構(gòu)成樹脂層(A)的樹脂組成物,構(gòu)成樹脂層(B)的樹脂組成物也可以Henschel混合機及滾筒等機械方式混合后,再使用班伯里混練機(Bumbury mixer)或單軸(或雙軸)押出機進行熔融混練而得。接著,使用后述的共押出成形法或澆鑄聚合法層合樹脂層(A)與樹脂層(B),即可在一步驟內(nèi)形成積層板。
本發(fā)明的積層板的厚度并無特別限制,大概在0.8~5mm的范圍內(nèi)。
另外,樹脂層(A)與(B)的厚度比(層厚比)范圍為99/1~1.1/1。如果樹脂層(A)的兩面都層合有樹脂層(B),則各層厚度比(樹脂層(B)/(A)/(B)厚度比)范圍為1/198/1~1/2.2/1。
再者,為得到足夠的耐久性,較佳的作法是在樹脂層(A)的兩面各層合一樹脂層(B);而在成本及耐久性的考量下,樹脂層(B)的總厚度較佳在樹脂層(A)的厚度的1/2以下。
以所得的組成物制作積層板的方法可以是公知的方法,例如是共押出成形法、貼合法、加熱接著法、溶劑接著法、聚合接著法、澆鑄聚合法,以及表面涂布法等等。
在上述方法中,共押出成形法是使用2~3臺單軸或雙軸的押出機分別熔融混練樹脂層(A)及樹脂層(B)的組成物,再令其經(jīng)過分流器模具(feed block die)或多歧管(multi-manifold)以行層合的方法。層合為一體后的熔融樹脂板再使用滾輪組冷卻固化,即完成積層板。
貼合法,在其中一種組成物加工制作成片狀或薄膜狀,再將另一組成物押出成形所得的熔融狀態(tài)樹脂層重合于前者之上,然后加強壓使二者貼合的方法。
另外,熱接著法將兩種組成物分別加工制作成片狀或薄膜狀,并在高于二者的軟化溫度的溫度下壓合,以使二者合為一體的方法。
溶劑接著法,是將兩種組成物分別加工制作成片狀或薄膜狀,再使用溶劑溶解任一組成物的成形品的一面或兩面,以使其具有接著性,然后再將二者接著合為一體。
聚合接著法,將聚合接著劑置于兩層之間,再加熱或照光以產(chǎn)生聚合反應(yīng),借此將兩層層合為一體。此聚合接著劑包含構(gòu)成兩層的二樹脂中任一者的組成單體或其部分聚合物,以及所添加的熱或光致自由基聚合反應(yīng)的反應(yīng)起始劑。
澆鑄聚合法(casting polymerization),預(yù)先將二組成物的一制成一片狀層或薄膜層,再將其置于澆鑄成形用的格室(cell)的一面,然后將形成另一組成物所需的單體或部分聚合物與必要的紫外線吸收劑等添加劑注入格室中,再進行聚合反應(yīng)以形成另一層。
表面涂布法,事先將厚度較大的組成物制成一片狀層或薄膜層,再于其上涂布形成另一組成物所需的單體或部分聚合物與必要的紫外線吸收劑等添加劑,然后加熱或照射紫外線以使其聚合而固化。
實施例以下將以數(shù)個實施例詳述本發(fā)明的內(nèi)容,但其并非用以限制本發(fā)明的范圍。
該實施例中所使用的押出裝置為以下的常用者·押出機①田邊Plastic公司制造,螺桿徑40mm、單軸,且附有排氣孔。
·押出機②田邊Plastic公司制造,螺桿徑20mm、單軸,且附有排氣孔。
分流器(feed block)田邊Plastic公司制造,其具有可將2種成分押出為3層的空間配置。
模具T型模,其凸緣(lip)寬250mm,間隔6mm滾輪(roll)3支長型拋光滾輪(polishing roll)接著,樹脂板的物性評量方法如下(1)重量平均粒徑采用日機裝公司制造的光反射散射粒徑測量器進行測量,其型號為Microtrack粒徑分析計Model 9220 FRA,并以D50之值為重量平均粒徑。
(2)全部光線透過率依照JIS K-7361規(guī)格,使用村上色彩技術(shù)研究所(公司)制造的HR-100 HAZE-透光率測量儀計進行測量。
(3)遮蔽性及光擴散性使用村上色彩技術(shù)研究所(公司)制造的GP-1R來測量,其中發(fā)出垂直板面的入射光,并測量與透射光夾0度角處的透射光強度I0,夾5度角處的透射光強度I5,以及夾70度角處的透射光強度I70。其中,由I5/I0之值可知其遮蔽性,而由I70/I0之值可知其光擴散性。
(4)平均亮度①單層板的平均亮度測量時是在一反射片上,以3cm的間隔并列5支管徑3mm的冷陰極管,并在距此14mm的上方處平行放置待測的樹脂板。接著點亮冷陰極管,并使用Canon公司制造的多點亮度計測量樹脂板上方90cm處的亮度,其測量時在5支冷陰極管的中間3支的范圍內(nèi)取36點(垂直冷陰極管的方向12點×平行冷陰極管的方向3點)以測量亮度之平均值。
②積層板的平均亮度測量時是在一反射片上,以3cm的間隔并列9支管徑3mm的冷陰極管,并在距此14mm的上方處平行放置待測的樹脂板,其尺寸為400mm×300mm。接著點亮冷陰極管,并使用Canon公司制造的多點亮度計測量樹脂板上方90cm處的亮度,其測量時在全部冷陰極管的范圍內(nèi)取441點(垂直冷陰極管的方向21點×平行冷陰極管的方向21點)以測量亮度的平均值。
(5)色度色度的測量與上述亮度的測量同時進行,并求出以下的x值及y值·以CIE-XYZ色度坐標系(colorimetric system)算出的x值[x=X/(X+Y+Z)]·以CIE-XYZ色度坐標系(colorimetric system)算出的y值[y=Y(jié)/(X+Y+Z)](6)耐久性耐久性測試是使用60mm×70mm的測試片,以東洋精機(公司)制造的紫外線燈ATLAS-UVCON于60℃的環(huán)境下連續(xù)照射350小時的紫外線,并觀察其色調(diào)變化。
接著,依照JIS-K7103規(guī)格,使用日本電色工業(yè)公司制造的“SZ-∑80”分光色差計測量透射光及反射光的L*、a*、b*值,以求出試驗前后的ΔE值。
(7)表面粗糙度依照JIS-B0601規(guī)格,使用東京精密公司制造的“SURFCOM550A”表面粗糙形狀測量儀測量十點平均粗糙度(RZ)及平均峰間隔(average inter-peak intervals,Sm)。
實施例1~2及比較例1
首先,使用Henschel混合機混合下列原料100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂(重量比94/6的甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯的共聚物,折射率為1.49)、6重量份的丙烯酸類聚合物顆粒1(重量比55/40/5的甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物顆粒,折射率為1.53,且重量平均粒徑為5μm)、2重量份的丙烯酸類聚合物顆粒2(重量比95/5的甲基丙烯酸甲酯/乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物顆粒,折射率為1.49,且重量平均粒徑為4μm)、1.1重量份的碳酸鈣顆粒(折射率1.61,重量平均粒徑為3.5μm,由丸尾Calcium公司制造)、0.8重量份的硅氧烷類聚合物顆粒(折射率1.42,重量平均粒徑為2μm,由Dow Corning Silicone公司制造)、0.011重量份的2-(對甲氧基苯亞甲基(benzylidene))丙二酸二甲酯(即前式(1)的化合物,其中X為取代于對位的甲氧基,且R1及R2為甲基;該化合物由Clariant公司制造,商品名為Sanduvor PR-25);以及表1所示重量的惡唑(oxazole)類熒光劑(4,4-二(5-甲基-2-苯并惡唑基(benzoxazolyl))二苯乙烯,由住友化學(xué)公司制造,商品名為WHITEFLOW-PSN),接著,使用押出機進行融熔混練,并將押出樹脂溫度設(shè)為265℃以制作寬20cm、厚2mm的樹脂板。所得的樹脂板的評量結(jié)果如表1所示。
比較例2此例不使用2-(對甲氧基苯亞甲基)丙二酸二甲酯,而以2-(2-羥基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑(住友化學(xué)制造,商品名為SUMISORB 200)代替之,此外其它條件皆與比較例1相同。所得的樹脂板的評量結(jié)果如表1所示。
比較例3此例不使用2-(對甲氧基苯亞甲基)丙二酸二甲酯,而以2-(2-羥基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑(住友化學(xué)制造,商品名為SUMISORB 200)代替之,此外其它條件皆與實施例1相同。所得的樹脂板的評量結(jié)果如表1所示。
表1

*丙二酸酯2-(對甲氧基苯亞甲基)丙二酸二甲酯SUMISORB 2002-(2-羥基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑在上述測試中,即使平均亮度差異只有1cd/m2,且x值及y值的差異只有0.001,其仍然表示有明顯的差異。由于比較例1及2的x值及y值大于實施例1,所以點亮光源時可看出顏色偏黃。另外,由于比較例2及3的亮度低于實施例1及2,所以其明亮度不足。
此外,實施例1及2中的2-(對甲氧基苯亞甲基)丙二酸二甲酯亦可以之前式(2)所示的草酸縮苯胺(oxalanilide)取代,例如是2-乙氧基-2’-乙基草酸縮苯胺(即式(2)中R3及R4為取代于鄰位的乙基),如此所得之樹脂板也可具有良好的光擴散透過率,且不會令透射光偏黃。
實施例3~9及比較例4~6[樹脂層(A)]首先,將100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂(重量比96/4的甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸甲酯的共聚物,折射率為1.49)及表2所示的各種類及各重量份的光擴散劑、熒光劑及紫外線吸收劑以Henschel混合機混合,再使用押出機①進行熔融混練,然后供應(yīng)至分流器(feedblock)。
首先,將100重量份與樹脂層(A)所使用者相同的甲基丙烯酸甲酯類樹脂與表2所示的各種類及各重量份的紫外線吸收劑及不溶樹脂顆粒以Henschel混合機混合,再使用押出機②進行熔融混練,然后供應(yīng)至分流器。
接著,以樹脂層(A)作為中間層、樹脂層(B)作為二表層,將押出樹脂溫度設(shè)定為265℃,并以0.05mm/1.9mm/0.05mm的厚度比例共押出成形,而制得寬22cm的積層板,其評價結(jié)果如表3所示。
另外,表2中所記載的各種添加劑為下述的常用添加劑O光擴散劑A-1)重量比55/40/5的甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/乙二醇二甲基丙烯酸酯共聚物顆粒,其折射率為1.53,重量平均粒徑為5μm;A-2)重量比95/5的苯乙烯/二乙烯苯共聚物顆粒,其折射率為1.59,重量平均粒徑為6μm;A-3)橋接硅氧烷類顆粒,為Dow Corning Silicone公司制造的“TREFIL DY33-719”,其折射率為1.42,重量平均粒徑為2μm;A-4)碳酸鈣,系為丸尾Calcium制造的“CUBE30AS”,其折射率為1.61,重量平均粒徑為4μm;O熒光劑B-1)4,4-二(5-甲基-2-苯并惡唑基)二苯乙烯,由住友化學(xué)公司制造,商品名為WHITEFLOW-PSN),O紫外線吸收劑C-1)2-(對甲氧基苯亞甲基)丙二酸二甲酯,即前式(1)的化合物,其中X為取代于對位的甲氧基,且R1及R2為甲基。該化合物由Clariant公司制造,商品名為Sanduvor PR-25。
C-2)2-(2’-羥基-3’,5’-二三級戊基苯基)苯并三唑,為住友化學(xué)公司所制造的SUMISORB 350。
O不溶樹脂顆粒D-1)重量比95/5的甲基丙烯酸甲酯/乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物顆粒,折射率為1.49,且重量平均粒徑為4μm。
D-2)重量比99/1的甲基丙烯酸甲酯/乙二醇二甲基丙烯酸酯的共聚物顆粒,折射率為1.49,且重量平均粒徑為35μm。
表2

表3

此外,實施例3~9中的2-(對甲氧基苯亞甲基)丙二酸二甲酯也可以前式(2)所示的草酸縮苯胺(oxalanilide)取代,例如是2-乙氧基-2’-乙基草酸縮苯胺(即式(2)中R3及R4為取代于鄰位的乙基),如此所得的樹脂板也具有良好的光擴散透過率,且不會令透射光偏黃。
如上所述,如果采用本發(fā)明,即可得到作為光擴散部件的材料的甲基丙烯酸甲酯類樹脂組成物,其可以使光擴散部件具有良好的透光性及耐久性,且可防止透射光偏黃。同時,如將此組成物成形以得成形品,即適合用作透光型顯示器中的光擴散板。再者,本發(fā)明的積層板也適用于燈罩、液晶顯示器的光擴散板及燈光招牌等應(yīng)用上,其要求光擴散部件具有良好的透光性、光擴散性及耐久性的。
權(quán)利要求
1.一種樹脂組成物,其特征是,該組成物包括100重量份的一甲基丙烯酸甲酯類樹脂或一苯乙烯類樹脂、0.1~20重量份的一光擴散劑、0.0005~0.1重量份的一紫外線吸收劑,以及0.0001~0.01重量份的一熒光劑,其中該紫外線吸收劑由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類化合物及草酸縮苯胺(oxalanilide)類化合物中所選出的。
2.如權(quán)利要求1所述的樹脂組成物,其特征是,該光擴散劑的一重量平均粒徑為1~30μm。
3.一種成形品,其特征是,其是由權(quán)利要求1所述的樹脂組成物所制成,該成形品的一厚度為0.8~5mm,且其中該光擴散劑的單位面積含量為1~500g/m2,由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺類所選出的該紫外線吸收劑的單位面積含量為0.02~3g/m2,且該熒光劑的單位面積含量為0.001~0.3g/m2。
4.一積層板,其特征是,其在權(quán)利要求1所述的樹脂組成物所構(gòu)成的一樹脂層(A)的至少一面上,層合由另一樹脂組成物所構(gòu)成的一樹脂層(B)而得,該另一樹脂組成物包括100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂,以及0.01~3重量份的一紫外線吸收劑,該紫外線吸收劑是由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類化合物及草酸縮苯胺類化合物中所選出的。
5.如權(quán)利要求4所述的積層板,其特征是,有二該樹脂層(B)分別層合在該樹脂層(A)的兩面上,使得該積層板的總厚度為0.8~5mm,其中該二樹脂層(B)的總厚度為該樹脂層(A)的厚度的1/2以下。
全文摘要
一種樹脂組成物及其成形品與積層板,該樹脂組成物所制成的光擴散構(gòu)件的光擴散穿透率及耐久性皆良好,且可防止透射光偏黃。該樹脂組成物及其成形品包含100重量份的甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂、0.1~20重量份的光擴散劑、0.0005~0.1重量份的由2-(1-芳基亞烷基)丙二酸酯類及草酸縮苯胺類中選出的紫外線吸收劑,以及0.0001~0.01重量份的熒光劑。該積層板包括由此樹脂組成物所構(gòu)成的樹脂層(A),以及層合在樹脂層(A)的至少一面上的樹脂層(B)。構(gòu)成樹脂層(B)的樹脂組成物包含甲基丙烯酸甲酯類樹脂或苯乙烯類樹脂,以及紫外線吸收劑。
文檔編號C08K5/00GK1397594SQ0214115
公開日2003年2月19日 申請日期2002年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月12日
發(fā)明者前川智博 申請人:住友化學(xué)工業(yè)株式會社
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